Wissenschaftlern des Fritz-Haber-Instituts in Berlin ist es gelungen, einer chaotischen chemischen Reaktion regelmäßige Muster aufzuzwingen und diese gezielt zu manipulieren. Sie berichten darüber im Fachmagazin Science.
Die Grenze zwischen Chaos und Organisation ist sehr schmal”, erklärt Alexander Mikhailov die Bedeutung ihres Ergebnisses. “Diese Untersuchungen ermöglichen uns, die Organisation und Funktionsweise biologischer, sozialer und wirtschaftlicher Systeme besser zu verstehen. Die Ergebnisse könnten deshalb auch zur Steuerung komplexer Systeme außerhalb der Chemie herangezogen werden.”
Die Forscher ließen in einer Vakuumkammer Kohlenmonoxid und Sauerstoff miteinander reagieren. Als Katalysator diente dabei eine Platinoberfläche, an die sich beide Stoffe anhefteten. In Anwesenheit des Platins verbanden sich die beiden Stoffe zu Kohlendioxid, das sich dann wieder von der Oberfläche löste.
Das Interessante dabei: Durch Veränderungen des Kohlenmonoxiddrucks in der Vakuumkammer konnten die Forscher den Ablauf der Reaktion beeinflussen. Auf der Platinoberfläche bildeten sich bei einem bestimmten Druck aus einem vorher ungeordneten Chaos regelmäßige Muster. Durch weitere Veränderungen des Drucks konnten die Forscher diese Muster gezielt manipulieren.
Allen chaotischen Phänomenen gemeinsam ist, dass winzige Veränderungen innerhalb des jeweiligen Systems vollkommen unerwartete Auswirkungen haben können. Die Entdeckung der Chemiker könnte in Zukunft dabei helfen, solche chaotischen Systeme gezielt zu steuern. Dazu sagt Gerhard Ertl, der Leiter des Forscherteams: “Theoretisch könnte es durchaus möglich sein, die Selektivität verschiedener Reaktionen zu erhöhen, um den Ertrag von einem gewünschtem Produkt zu steigern. Doch es kann auch noch andere Anwendungen geben, von der Biologie bis zu Klimastudien.”
Axel Tillemans
