​​​​​Der kleinste Motor der Welt
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Rotor in der Quantenwelt: Forscher haben einen Motor konstruiert, der insgesamt nur aus 16 Atomen besteht – er ist damit der bislang kleinste Motor der Welt․ Angetrieben wird das Gebilde aus einem festen Rumpfmolekül und einem darauf liegenden Acetylen- Rotor durch Wärme oder Strom․ Wegen seiner geringen Größe kommt es jedoch auch zu einem Quantentunneln,․․․

​​​​​Autonomer Roboter spielt Nano-Lego
#Technik #Algorithmus #KünstlicheIntelligenz #Molekül #Nano #Nanotechnologie

Lego fürs Computerhirn: Wissenschaftler haben eine künstliche Intelligenz entwickelt, die eigenständig lernt, wie sie einzelne Moleküle mit Hilfe eines Rastertunnel-Mikroskops greifen und bewegen kann․ Die Technik bietet großes Potenzial für die Nanotechnologie und für die Entwicklung eines 3D-Druckers auf Molekülebene, wie die Forscher im Fachmagazin „Science Advances“ berichten․ Ob Roboter im Nanoformat, mikroskopisch kleine Sensoren․․․

​​​​​Rekordzeit beim Quantensprung
#Technik #Elektron #Molekül #Photoionisation #Photon #Quantensprung #Wasserstoffmolekül #Zeitmessung #Zeptosekunde

Weltrekord der Zeitmessung: Physiker haben die kürzeste jemals gemessene Zeitspanne erfasst – 247 Zeptosekunden․ Diese Zeit benötigt ein Photon, um in einem Wasserstoffmolekül (H2) von einem Atom zum zweiten zu fliegen․ Die Messung enthüllte damit auch, dass die Elektronenhülle eines Moleküls verzögert auf die Photoionisation reagiert: Das Photon schlägt die Elektronen des Wasserstoffs nacheinander heraus․

​​​​​Der kleinste Eiswürfel der Welt
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Würfeliges Wasser: Forscher haben neue Molekül-Konfigurationen bei gefrierendem Wasser entdeckt․ Dabei lagern sich acht H2O-Moleküle zu einem würfelförmigen Gebilde zusammen – quasi dem kleinsten Eiswürfel der Welt․ Wie nun Messungen ergeben haben, gibt es von diesen Oktameren nicht nur zwei, sondern fünf verschiedene energetisch stabile Varianten․ Zwei davon besitzen zudem eine Chiralität – sie sind․․․

​​​​​Molekulare „Telegrafie“ gelungen
#Technik #Atom #Molekül #Molekültransport #Nanomaschine #Nanotechnologie #Nanotransport #Physik #Rastertunnelmikroskop

Erster Schritt zum Nanotransporter? Forscher haben erstmals ein Molekül in gerader Linie über eine Oberfläche hin- und zurückgeschickt – wie auf Schienen․ Das zwei Nanometer lange Molekül legte dabei bis zu 150 Nanometer zurück, ohne vom Kurs abzuweichen․ Diese Technik ermöglicht neue Einblicke in molekulare Bewegungen, könnte aber auch zu Nanomaschinen führen, die molekulare Bauteile․․․

​​​​​Chemie: Neue Form der Bindung identifiziert
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Echte Bindung oder nicht? Chemiker haben einen neuen Bindungstyp entdeckt – einen Zwitter zwischen zwei schon lange bekannten Formen der atomaren Kopplung․ Diese kurze starke Wasserstoffbindung ist keine lose Wasserstoffbrückenbindung mehr, aber auch noch keine kovalente Molekülbindung․ Dies wirft die Frage auf, ob die gängigen Definitionen der chemischen Bindung überarbeitet werden müssen, so die Forscher․․․

​​​​​Ein Kompass für die Van-der-Waals-Kraft
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Unsichtbares sichtbar gemacht: Forscher haben erstmals einen Kompass für die Van-der-Waals-Kraft konstruiert – eine der grundlegenden Bindungskräfte von Materie․ Dabei dient ein längliches Molekül als Kompassnadel, die sich je nach Stärke und Richtung der einwirkenden Van-der-Waals-Kräfte dreht․ Dieser neuartige Anzeiger macht diese Kraft erstmals direkt sichtbar und eröffnet neue Wege der Messung, wie die Forscher․․․

​​​​​Geheimnis „unmöglicher“ Bindung gelüftet
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Unsichtbares sichtbar gemacht: Forscher haben erstmals die Struktur der sogenannten Halogenbindung sichtbar gemacht – einer Brückenbindung zwischen zwei elektronegativen Atomen, die sich eigentlich abstoßen müssten․ Diese Bindung wird nur möglich, weil das Halogenatom eine ungleiche Elektronenverteilung entwickelt․ Genau dieses „Sigma-Loch“ haben die Wissenschaftler nun erstmals direkt sichtbar gemacht und so die Theorie nach gut 30․․․

​​​​​Nano-Domino mit Molekülen
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Vor drei Jahren gelang es Physikern erstmals, einen Nano-Dominostein kontrolliert aufzustellen – ein flaches Molekül stand hochkant auf einer Silberfläche․ Jetzt haben sie es nach monatelangem Experimentieren wieder umgeworfen․ Was eher nach einem Spiel als nach relevanter Forschung klingt, erfüllt einen wichtigen Zweck: Weil aufgerichtete Moleküle wichtige Bauteile von Nanomaschinen und Sensoren sein könnten, muss․․․

​​​​​Neuer Blick auf den Wasserzerfall
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Komplexer Zerfall: Wissenschaftler haben mittels Röntgenlaser den genauen Ablauf einer Wasser-Photolyse aufgeschlüsselt – dem von energiereicher Strahlung verursachten Zerfall eines Wassermoleküls․ Ihre Rekonstruktion dieses ultraschnellen Prozesses enthüllt unter anderem, wie sich das Molekül vor der Trennung dehnt und verformt und wie dann freie Protonen und aggressive Sauerstoffradikale entstehen․ Das liefert wichtige Informationen auch über Strahlenschäden․․․

​​​​​Rätsel der grünen Kometen gelöst
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Ob Komet Leonard, Lovejoy oder Neowise: Bei vielen Kometen leuchtet der „Kopf“ auffallend grün, merkwürdigerweise aber nie ihr Schweif․ Warum das so ist, haben Forscher nun erstmals im Experiment nachvollzogen․ Demnach zerfällt das für das grüne Leuchten verantwortliche Molekül Dikohlenstoff (C2) unter dem UV-Licht der Sonne – und diese Photodissoziation geschieht, bevor der Dikohlenstoff vom․․․

​​​​​Neuer Blick auf den Quantensprung
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Ultraschnell und präzise zugleich: Forschern ist es erstmals gelungen, die Bewegung von Elektronen im Molekül gleichzeitig zeitlich und räumlich hochaufgelöst abzubilden – bisher war nur jeweils eines von beiden möglich․ Die Aufnahmen zeigen, wie angeregte Elektronen innerhalb von Femtosekunden-Bruchteilen zwischen Orbitalen wechseln․ Möglich wurde dies durch ein atomares Quantenmikroskop, das die Auflösung eines Rastertunnelmikroskops mit․․․

​​​​​Aluminiumverbindung mit Rekord-Fluoreszenz
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Neuer Rekord: Chemiker haben quasi durch Zufall die bisher am stärksten fluoreszierende Aluminiumverbindung synthetisiert․ Das Komplexmolekül aus vier organischen Ringmolekülen und zwei Aluminium-Ionen hat in Lösung eine Quantenausbeute von nahezu eins․ Das Molekül strahlt demnach für jedes eintreffende Lichtteilchen ein Fluoreszenz-Photon ab․ Davon könnten Fluoreszenz- Anwendungen, etwa in der LED-Technik, profitieren․ Fluoreszenz entsteht, wenn Atome․․․

​​​​​Größtes organisches Molekül um einen Jungstern
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Vorläufer von Lebensbausteinen: Astronomen haben erstmals das organische Molekül Dimethylether im Staub einer protoplanetaren Scheibe nachgewiesen – und damit eine Vorform wichtiger chemischer Lebensbausteine․ Dimethylether ist nur das bisher größte in einer solchen Scheibe entdeckte Molekül․ Es bestätigt zudem, dass es schon in den Urwolken von Planetensystemen komplexere organische Moleküle gibt․ Aminosäuren, Proteine und DNA-Bausteine:․․․

​​​​​„Unmögliche“ Platin-Reaktion entschlüsselt
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Kühle Katalyse: Das Edelmetall Platin ist in Katalysatoren schon bei niedrigeren Temperaturen aktiv als es eigentlich dürfte․ Was hinter dieser „unmöglichen“ Reaktion steckt, haben Chemiker nun aufgeklärt․ Demnach können zwei Platin-Atom in Kombination mit der Eisenoxid-Unterlage einen metastabilen Zustand einnehmen․ Dieser ermöglicht ihnen die katalytische Reaktion auch unter eigentlich zu kalten Bedingungen, wie das Forschungsteam․․․

​​​​​Neue Molekülklasse in der Atmosphäre nachgewiesen
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Hochreaktive Moleküle: Chemiker haben eine ganz neue Klasse von kurzlebigen, hochreaktiven Sauerstoffverbindungen in der Atmosphäre entdeckt․ Diese Hydrotrioxide aus drei Sauerstoffatomen und einem Wasserstoff (R-OOOH) entstehen durch die Reaktion organischer Verbindungen mit Hydroxyl-Radikalen․ Pro Jahr könnten Millionen Tonnen dieser Moleküle in der Atmosphäre gebildet werden – dies könnte noch unerkannte Wirkungen auf Klima und Gesundheit․․․

​​​​​Roaming im Biomolekül
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Wanderndes Atom: Chemiker haben bei der Aminosäure Tyrosin eine unerwartete Reaktion beobachtet – das Roaming․ Unter dem Einfluss von Licht löst sich dabei ein Wasserstoffatom aus dem Molekül, wandert um dieses herum und lagert sich an anderer Stelle wieder an․ Diese zuvor noch nie bei einem Biomolekül beobachtete Reaktion fördert den Zerfall des Moleküls und․․․

​​​​​Physiker entdecken neue Phasen des Wassers
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Weder fest noch flüssig: Unter beengten Bedingungen kann Wasser neuartige Zustände annehmen, wie Physiker entdeckt haben․ Demnach kann eine einlagige Schicht von Wassermolekülen schon bei Raumtemperatur in eine „hexatische“ Phase wechseln – es ist weder fest noch flüssig und die H2O-Moleküle rotieren im Platz․ Bei leicht erhöhtem Druck wird dieses Wasser dann superionisch, es nimmt․․․

​​​​​Erster Nachweis von PAKs in einer frühen Galaxie
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Blick in die Vergangenheit: Astronomen haben erstmals polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) in einer mehr als zwölf Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie nachgewiesen․ Es ist der erste Beleg für die Präsenz dieser organischen Moleküle in einer so frühen Galaxie․ Aufgespürt wurden sie mit dem James-Webb-Teleskop anhand ihrer Spektralsignatur․ Doch die Verteilung der PAKs in dieser Galaxie wirft․․․

​​​​​Neue Molekülform des Kohlenstoffs erzeugt
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Atomarer Elektronen-Entzug: Chemiker haben eine neuartige Molekülform des Kohlenstoffs erzeugt und nachgewiesen – das doppelt oxidierte Carben․ In diesem exotischen Molekül verletzt das zentrale Kohlenstoffatom nicht nur die Oktettregel chemischer Bindungen, ihm wurden auch zwei weitere, nicht bindende Elektronen geraubt․ Ähnlich wie schon die Carbene könnte sich diese neue Stoffklasse als nützlich für Chemie und․․․