Gouddeeltjes ter grootte van een nanometer die uit slechts enkele atomen bestaan, kunnen worden gebruikt als katalysator voor belangrijke chemische reacties. Noelia Barrabés van het Institute of Materials Chemistry van de TU Wien doet al jaren onderzoek naar nieuwe methoden om zulke kleine goudclusters aan te passen en nauwkeurig te controleren. Nu heeft ze een Elise-Richter-beurs gekregen.

Met deze beurs ze gaat nu gouden clusters gebruiken om een ​​bijzonder moeilijk chemisch probleem op te lossen:sommige moleculen bestaan ​​in twee verschillende configuraties, de ene is het spiegelbeeld van de andere, met rechts en links omgekeerd. Normaal gesproken, het is uiterst moeilijk om slechts één van deze twee varianten te produceren. Speciaal behandelde goudclusters zouden nu moeten helpen.

Perfecte controle over gouddeeltjes

Het is algemeen bekend dat goud kan worden gebruikt als katalysator om belangrijke chemische reacties op gang te brengen. Goud kan bijzonder efficiënt als katalysator worden gebruikt als het in de vorm van kleine deeltjes op een oppervlak wordt gefixeerd, zoals onlangs aangetoond in het tijdschrift ACS Katalyse . De grootte van de goudclusters speelt hierbij een belangrijke rol. "Normaal gesproken heb je te maken met gouden clusters van verschillende groottes, die verschillende eigenschappen hebben, " legt Noelia Barrabés uit. "In ons geval is het anders:we hebben methoden ontwikkeld om de grootte van de goudclusters perfect te controleren. Alle clusters bestaan ​​uit exact hetzelfde aantal atomen."

Aan deze gouden clusters kunnen verschillende moleculen hechten. Ze worden liganden genoemd. "Deze liganden hebben een zeer beslissende invloed op het chemische gedrag van de goudclusters, ", zegt Noelia Barrabés. "We moesten daarom methoden ontwikkelen om de liganden precies te controleren." de goudclusters kunnen eerst in een vloeibare omgeving worden geproduceerd, vervolgens bevestigd op een stevige ondergrond, en ten slotte kunnen hun liganden worden uitgewisseld. Deze techniek is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift nanoschaal en stond ook op de achterkant van het tijdschrift.

Het molecuul en zijn spiegelbeeld

Zoals Noelia Barrabés onlangs aantoonde, dit opent een bijzonder interessante mogelijkheid:men kan zogenaamde "chirale liganden" gebruiken, die ook in beeld- en spiegelbeeldvarianten bestaan.

"Als je een molecuul synthetiseert waarvan er ook een spiegelbeeldversie is, u maakt meestal beide varianten tegelijkertijd aan, " legt prof. Günther Rupprechter uit, hoofd van het Instituut voor Materiaalchemie. "Ten slotte, beide moleculen bestaan ​​uit exact dezelfde atomen en hebben dezelfde basisstructuur."

Als onderdeel van haar Elise-Richterbeurs, Noelia Barrabés wil nu laten zien dat het mogelijk is om slechts één van de twee varianten selectief te produceren met behulp van speciale liganden op de goudclusters. De speciale focus ligt om dit te doen met gouden clusters die aan een oppervlak zijn bevestigd - een procedure die tot nu toe nauwelijks is bestudeerd of gebruikt, maar die grote voordelen zou hebben ten opzichte van conventionele methoden als ze met succes worden geïmplementeerd.

Speciaal voor medische toepassingen, het verschil tussen een molecuul en zijn spiegelbeeld kan een belangrijke rol spelen:"We weten dat ons lichaam heel anders reageert op bepaalde moleculen dan op de gespiegelde versies. In extreme gevallen, de ene versie kan genezen en de andere kan ziekte veroorzaken, " legt Noelia Barrabés uit.