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Uta Magdans

• Die kristallographische Struktur von Seeigelstacheln verschiedener Spezies wurde mit Einkristall- und Pulver-Röntgenbeugungsmethoden untersucht. Hinweise auf eine Überstruktur im Calcit-Gitter wurden dabei nicht gefunden. Die Wechselwirkung von organischen Molekülen mit der Calcit-Oberfläche bei der Biomineralisation wurde anhand des Modellsystems Calcit-(104)-Fläche in Kontakt mit Aminosäure-Molekülen in wässriger Lösung untersucht. Die atomare Struktur der Organik-Mineral-Grenzfläche wurde mit Oberflächen-Röntgenbeugung und Kraftfeld-Simulationen analysiert. Über der nur geringfügig relaxierten Calcit-Oberfläche bildet sich eine lateral periodisch geordnete Schicht aus, die aus einer Monolage Wasser und einer darüberliegenden Lage aus Aminosäure- und Wassermolekülen besteht. Die Wechselwirkung zwischen Mineral-Oberfläche und Aminosäuren wird aufgrund der Hydratisierung der Oberfläche hauptsächlich durch Van-der Waals-Wechselwirkung und Wasserstoffbrückenbindungen bestimmt.
• The crystallographic structure of sea urchin spines from different species of different origin was analysed with X-ray single crystal and powder diffraction techniques. Evidence for a superstructure in the calcite lattice was not found. The interaction of organic molecules with the calcite surface in the biomineralisation process was investigated using a model system of the calcite {104} surface covered with amino acid molecules in aqueous solution. The atomic structure of the organic-mineral-interface was investigated with grazing incidence X-ray diffraction and molecular modelling methods. The interface consist of a calcite surface with only slight relaxations, covered by a monolayer of water and a laterally ordered mixed monolayer of amino acid and water molecules. The interaction between the calcite surface and the amino acid layer is determined by Van-der-Waals-interaction and hydrogen bonds, due to the surface hydration.