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idw – Physical Review Letters: RUB-Chemiker fangen NO-Molekül im Nanotröpfchen


In einem fünf Nanometer kleinen Ball aus supraflüssigem Helium haben Bochumer Chemiker um Prof. Dr. Martina Havenith-Newen (Lehrstuhl für physikalische Chemie II) bei -272,78°C – nur 0,37°C über dem absoluten Nullpunkt – ein Stickstoffoxid(NO)-Molekül eingefangen. Mittels eines hochauflösenden Infrarotlasers, der einen charakteristischen chemischen Fingerabdruck liefert, konnten die Forscher erstmals Informationen über die Wechselwirkung zwischen dem NO-Molekül und seiner Umgebung herausfinden. Über ihre Ergebnisse berichten sie in der aktuellen Ausgabe von Physical Review Letters.

Radikal trifft Quantenflüssigkeit: Eine unterkühlte Begegnung
NO im Heliumnanotröpfchen beobachtet
RUB-Chemiker berichten in Physical Review Letters

Nanotröpfchen beeinflusst Einzelelektron fast nicht

Das sog. Heliumnanotröpfchen besitzt bei ultrakalten Temperaturen seltsame Eigenschaften: Es ist supraflüssig, d.h. es hat keine Reibung. “Ein Molekül kann daher reibungslos in dem Heliumnanotröpfchen rotieren”, erklärt Prof. Havenith-Newen, “und das konnten wir beim NO direkt beobachten.” Während in normalen Molekülen nur gepaarte Elektronen auftreten, handelt es sich beim NO um ein “Radikal”: Es hat ein einzelnes ungepaartes Elektron, was typisch ist für besonders reaktive Moleküle. Erstmals konnten die Chemiker detailliert untersuchen, wie das Heliumnanotröpfchen die Elektronen beeinflusst – nämlich fast gar nicht: Der infrarote Fingerabdruck des NO im Heliumnanotröpfchen ist fast identisch mit dem Fingerabdruck des NO Moleküls im Vakuum.

Nanolabor für die Zukunft

Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Zukunft: “Supraflüssige Heliumnanotröpfchen sind Erfolg versprechende Nanolaboratorien, womit man chemische Reaktionen bei ultrakalten Temperaturen untersuchen kann”, so Prof. Havenith-Newen. Außerdem zeigte das Infrarotspektrum die seltsame Quantennatur des supraflüssigen Heliumnanotröpfchens.



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