Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Durch und durch strukturiert

21.01.2003


Mini-Kristalle als Bausteine: Hochgeordnete Materialien durch selbstorganisiertes Kristallwachstum



Materialwissenschaftler sind an Ordnung interessiert. Nicht an der auf ihren Labor- oder Schreibtischen, nein, der mikroskopischen Welt gehört dabei ihre Aufmerksamkeit. Denn winzige hochgeordnete Strukturen sind von vielfältiger technischer Bedeutung, etwa für opto-elektronische Bauelemente und die Nanotechnologie oder als Katalysatoren. In den Sandia National Laboratories in Albuquerque hat eine Gruppe um Jun Liu jetzt eine interessante neue Klasse von hierarchisch aufgebauten Materialien entwickelt. Sie bestehen aus einzelnen mikroskopisch kleinen Kristallen, die sich spontan zu großen Kristallen und anderen geordneten Verbänden zusammenlagern. Das Besondere: Form und Orientierung der Kristall-Bausteine werden dabei bewahrt.

... mehr zu:
»Kristalle »Mini-Oktaeder »Oktaeder


Ausgangsmaterial ist die wässrige Lösung einer organischen Siliciumverbindung, die außerdem ein Tensid enthält. In diese Lösung tauchen die Wissenschaftler einen Objektträger senkrecht ein, der als Unterlage für das Kristallwachstum dient. Auf der Glasoberfläche bilden sich zunächst einzelne, sehr gleichmäßige, gleich große Kriställchen in der Form von Oktaedern. Wurde der Objektträger zuvor mit feinen Linien aus Kunststoff beschichtet, ordnen sich die Mini-Oktaeder entlang dieser Linien an und bilden so ein ausgedehntes Muster auf dem Träger. Aber die Mini-Oktaeder können noch viel mehr: Mehrere Oktaeder können zu größeren Objekten zusammenwachsen, die nun wiederum mit ihresgleichen verschmelzen - und so fort. Auf diese Weise entstehen größere Strukturen "höherer Ordnung" mit definierten symmetrischen Formen. Da die Mini-Oktaeder nicht nur gemeinsame Flächen, sondern auch lediglich gemeinsame Kanten aufweisen können, sind die Gebilde nicht dicht gepackt, sie enthalten große Lücken. Ein solcher Aufbau ist für Kristalle sehr ungewöhnlich.

Durch unterschiedliche Stapelung oder Abflachen der Kristalle an verschiedenen Oberflächen entstehen vielfältige Geometrien. So erhielten Liu und Mitstreiter unter anderem größere Oktaeder, Rosetten, stern- und blumenartige Gebilde, rhombische Figuren und würfelförmige Käfige. Diese Formenvielfalt lässt sich gezielt über die Versuchsbedigungen, wie die Temperatur oder die Tensid-Konzentration, beeinflussen.

Liu erhofft sich von seinem neuen Kristalltypus Anstöße für die Entwicklung neuartiger Materialien, aber auch weitere Erkenntnisse, wie derartig komplexe Selbstorganisationsprozesse, die auch beim Aufbau von Biomaterialien eine wichtige Rolle spielen, ablaufen.

Kontakt: Prof. Jun Liu
Biomolecular Materials and Interfaces Department
Sandia National Laboratories
Albuquerque
NM 87185
USA

Fax: (+1) 505-844-5470
E-mail: jliu@sandia.gov

Angewandte Chemie Presseinformation Nr. 04/2003
Angew. Chem. 2003, 115 (4), 429 - 433

ANGEWANDTE CHEMIE
Postfach 101161
D-69451 Weinheim
Tel.: 06201/606 321
Fax: 06201/606 331
E-Mail: angewandte@wiley-vch.de

Dr. Kurt Begitt | idw
Weitere Informationen:
http://www. angewandte.org

Weitere Berichte zu: Kristalle Mini-Oktaeder Oktaeder

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Wolkenbildung: Wie Feldspat als Gefrierkeim wirkt
09.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie