News: Nanodiamanten in Öl
Das schwarze Gold, Erdöl, ist ohnehin schon heiß begehrt - können jüngste Diamantenfunde in dem natürlichen Rohstoff seinen Wert noch steigern?
© (Ausschnitt)
Auch wenn sie sich mit ihren bescheidenen
10-21 Karat nicht als Schmuckstein eignen, zählen sie trotz ihrer Nanometer-Dimensionen letztlich doch zu den Diamanten: Cyclohexamantan-Moleküle gehören zur Verbindungsklasse der Diamondoide, ungewöhnlicher Kohlenwasserstoffe, deren käfigartig angeordnete Kohlenstoffatome einem Ausschnitt aus der Kristallstruktur von Diamant entsprechen. Forscher des Ölkonzerns Chevron-Texaco fanden diese Nanodiamanten vor kurzem in Rohöl.
Der einfachste Diamandoid heißt Adamantan und besteht aus zehn Kohlenstoffatomen, die genau einer einzelnen "Zelle" der Diamant-Struktur entsprechen. Über 20 verschiedene höhere Diamondoide, die aus bis zu elf Adamantan-Einheiten aufgebaut sind, konnten Jeremy Dahl und seine Mitstreiter identifizieren.
Nun haben Dahl und seine Forscherkollegen von Chevron-Texaco, mehreren amerikanischen und europäischen Universitäten sowie von Pfizer und BP einen speziellen Vertreter der Diamondoide, Cyclohexamantan, isoliert, genauer charakterisiert und dessen postulierte Struktur verifiziert. 26 Kohlenstoffatome bilden, wie erwartet, das Cyclohexamantan-Gerüst, sechs Adamantan-Einheiten sind so zu einem scheibenförmigen Molekül verschmolzen. An den Ecken ist der Kohlenstoff-Käfig mit insgesamt 30 Wasserstoffatomen abgesättigt.
Juweliere werden sich für Diamondoide zwar nicht begeistern können, Wissenschaftler sind dagegen fasziniert von den Nanodiamanten, die nicht nur die Struktur mit ihren makroskopischen Vettern gemein haben, sondern auch deren außergewöhnliche Festigkeit und Stabilität. Gleichzeitig bieten die verschieden aufgebauten Moleküle eine enorme strukturelle Vielfalt. Da ihre Eckatome prinzipiell mit den verschiedensten funktionellen Gruppen versehen werden können, ist ebenso eine große chemische Vielseitigkeit gegeben. Diamondoide gelten damit als ideale Bausteine für die Nanotechnologie. Auch pharmakologische Anwendungen sind denkbar.
"Bisher ist es nicht gelungen, Cyclohexamantan auf synthetischem Wege herzustellen," berichtet Dahl. "Erdöl ist die bisher einzige bekannte Quelle. Wie Cyclohexamantan dort entstand, ist bislang unbekannt. Der Reaktionsweg, auf dem es gebildet wurde, könnte aber im Prinzip zu noch größeren Diamondoiden geführt haben – bis hin zu mikrokristallinen Diamanten. Diese Hypothese prüfen wir derzeit."
10-21 Karat nicht als Schmuckstein eignen, zählen sie trotz ihrer Nanometer-Dimensionen letztlich doch zu den Diamanten: Cyclohexamantan-Moleküle gehören zur Verbindungsklasse der Diamondoide, ungewöhnlicher Kohlenwasserstoffe, deren käfigartig angeordnete Kohlenstoffatome einem Ausschnitt aus der Kristallstruktur von Diamant entsprechen. Forscher des Ölkonzerns Chevron-Texaco fanden diese Nanodiamanten vor kurzem in Rohöl.
Der einfachste Diamandoid heißt Adamantan und besteht aus zehn Kohlenstoffatomen, die genau einer einzelnen "Zelle" der Diamant-Struktur entsprechen. Über 20 verschiedene höhere Diamondoide, die aus bis zu elf Adamantan-Einheiten aufgebaut sind, konnten Jeremy Dahl und seine Mitstreiter identifizieren.
Nun haben Dahl und seine Forscherkollegen von Chevron-Texaco, mehreren amerikanischen und europäischen Universitäten sowie von Pfizer und BP einen speziellen Vertreter der Diamondoide, Cyclohexamantan, isoliert, genauer charakterisiert und dessen postulierte Struktur verifiziert. 26 Kohlenstoffatome bilden, wie erwartet, das Cyclohexamantan-Gerüst, sechs Adamantan-Einheiten sind so zu einem scheibenförmigen Molekül verschmolzen. An den Ecken ist der Kohlenstoff-Käfig mit insgesamt 30 Wasserstoffatomen abgesättigt.
Juweliere werden sich für Diamondoide zwar nicht begeistern können, Wissenschaftler sind dagegen fasziniert von den Nanodiamanten, die nicht nur die Struktur mit ihren makroskopischen Vettern gemein haben, sondern auch deren außergewöhnliche Festigkeit und Stabilität. Gleichzeitig bieten die verschieden aufgebauten Moleküle eine enorme strukturelle Vielfalt. Da ihre Eckatome prinzipiell mit den verschiedensten funktionellen Gruppen versehen werden können, ist ebenso eine große chemische Vielseitigkeit gegeben. Diamondoide gelten damit als ideale Bausteine für die Nanotechnologie. Auch pharmakologische Anwendungen sind denkbar.
"Bisher ist es nicht gelungen, Cyclohexamantan auf synthetischem Wege herzustellen," berichtet Dahl. "Erdöl ist die bisher einzige bekannte Quelle. Wie Cyclohexamantan dort entstand, ist bislang unbekannt. Der Reaktionsweg, auf dem es gebildet wurde, könnte aber im Prinzip zu noch größeren Diamondoiden geführt haben – bis hin zu mikrokristallinen Diamanten. Diese Hypothese prüfen wir derzeit."
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