Forscher gedeihen ein Verfahren, dies verhindert, dass Wasser gefriert.

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Kurz gesagt: Bakterien, die zur Modellierung dieser neuen Technik verwendet werden, produzieren eine spezielle Art von selbst zusammengesetzten Lipiden, die Wasser in ihrem Inneren natürlich einschließen und es ihnen ermöglichen, in extrem kalten Umgebungen zu überleben.
Forscher der Universität Zürich und der ETH Zürich haben ein Verfahren entwickelt, um die Bildung von Eiskristallen durch Wasser zu verhindern, so dass es die bekannten amorphen Eigenschaften einer Flüssigkeit auch bei extrem niedrigen Temperaturen beibehalten kann.

Um dies zu erreichen, entwarfen und synthetisierten die Forscher eine neue Klasse von Lipiden, um eine “weiche” biologische Substanz zu erzeugen, die als lipidische Mesophase bezeichnet wird.

“In diesem Material bauen sich die Lipide spontan selbst zusammen und bilden Membranen, die sich ähnlich verhalten wie natürliche Fettmoleküle. Diese Membranen bilden dann in einer einheitlichen Anordnung ein Netzwerk von miteinander verbundenen Kanälen mit einem Durchmesser von weniger als einem Nanometer.”

Das Besondere an dieser Struktur ist, dass sie keinen Raum für Wasser lässt, um die dreidimensionalen Gitterstrukturen zu bilden, aus denen Eiskristalle entstehen. Dadurch bleiben die Moleküle ungeordnet, so dass das Wasser weiter fließen kann.

Das Team kühlte mit flüssigem Helium eine lipidische Mesophase, die aus einem chemisch modifizierten Monoacylglycerin besteht, auf minus 263 Grad Celsius oder nur 10 Grad Celsius über dem absoluten Nullpunkt. Selbst bei dieser extremen Temperatur bildeten sich keine Eiskristalle.

Welche praktische Anwendung bietet die Entdeckung? Nach Ansicht der Forscher werden die neuen lipidischen Mesophasen in erster Linie als Werkzeug für andere Wissenschaftler dienen, um Biomoleküle in membranähnlichen Umgebungen zerstörungsfrei zu isolieren, zu erhalten und zu untersuchen. Dies wiederum kann Biologen helfen, beispielsweise die Struktur und Funktion von Proteinen besser zu verstehen.

Interessenten werden ermutigt, den Bericht des Teams zu lesen, der kürzlich in der Zeitschrift Natural Nanotechnology veröffentlicht wurde.

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