Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Frisch aus der Presse - Drucken à la Gutenberg im Nanomaßstab

18.04.2011
Als Gutenberg die Prinzipien des modernen Buchdrucks entwickelte, wurden Bücher für die breite Masse zugänglich.

Auf eine für die Massenproduktion taugliche Technik im Nanomaßstab hoffen Udo Bach und ein Team aus Wissenschaftlern von der Monash University (Australien) sowie den Lawrence Berkeley National Laboratories (USA), die ein Nano-Druckverfahren entwickelt haben, das an das Gutenbergsche Druckprinzip angelehnt ist.


Nano-basierte "Druckplatten"
(c) Wiley-VCH

Ziel ist die einfache, kostengünstige Herstellung nanotechnologischer Bauteile für Solarzellen, Biosensoren und andere elektronische Systeme. Wie die Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, dienen Gold-Nanopartikel als „Tinte“ und die spezifische Bindung zwischen DNA-Molekülen sorgt für ihre Übertragung auf das zu bedruckende Substrat.

Nanomuster mit extrem hoher Auflösung sind heute gut herstellbar. Die bisherigen Methoden sind allerdings, wie die handgeschriebenen Bücher der Ära vor Gutenberg, für eine kommerzielle Fabrikation viel zu langsam und aufwändig. „Neue Nanodruckverfahren bieten eine interessante Lösung“, sagt Bach. Zusammen mit seinen Kollegen entwickelte er ein Verfahren, das wie der Gutenbergsche Buchdruck mit einer wiederverwendbaren „Druckplatte“ arbeitet.

Als Druckplatte dient ein Siliciumwafer, eine Scheibe aus Silicium, wie sie auch zur Herstellung von Computerchips verwendet wird, die mit einem Photolack beschichtet und durch eine Maske, die das gewünschte Muster trägt, mit Elektronen bestrahlt wird (Elektronenstrahllithographie). An den belichteten Stellen löst sich der Lack. Hier kann der Wafer geätzt werden. Dann wird er mit Gold beschichtet. Beim Abheben der Lackschicht bleibt das Gold nur an den geätzten Stellen haften. Über Schwefelwasserstoffgruppen werden Polyethylenglycol-Ketten spezifisch an das Gold gebunden. Am Ende tragen die Ketten positiv geladene Aminogruppen. Nun wird die fertige Druckplatte in die „Tinte“ getaucht, eine Lösung mit Gold-Nanopartikeln, die mit negativ geladenen DNA-Molekülen beschichtet sind. Durch elektrostatische Anziehung heftet sich die DNA an die Aminogruppen und bindet so die Goldnanopartikel an die Stellen der Druckplatte, die das Goldmuster tragen.

Als „Papier“ dient ein mit einem hauchdünnen Goldfilm überzogener Siliciumwafer, der mit DNA beschichtet ist. Diese DNA-Stränge sind komplementär zu den DNA-Strängen auf den Goldpartikeln und paaren sich mit diesen zu Doppelsträngen. Eine solche Bindung ist stärker als die elektrostatische Anziehung durch die Aminogruppen. Wird das „Papier“ auf die „Druckplatte“ aufgedrückt und dann wieder abgenommen, bleiben die Goldnanopartikel der Tinte auf dem „Papier“ haften und bilden das gewünschte Muster ab. Nach einer Reinigung lässt sich die „Druckplatte“ mehrfach wieder verwenden. Bach: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich auf der Basis von Nanopartikeln kostengünstige Druckelemente herstellen lassen.“

Angewandte Chemie: Presseinfo 14/2011

Autor: Udo Bach, Monash University, Clayton (Australia), http://eng.monash.edu.au/materials/about/people/profile/udobach

Angewandte Chemie 2011, 123, No. 19, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201006991

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität
25.04.2017 | Universität Bielefeld

nachricht Wehrhaft gegen aggressiven Sauerstoff - Metalloxid-Nickelschaum-Elektroden in der Wasseraufspaltung
25.04.2017 | Universität Ulm

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: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik

Digitalisierung bringt Produktion zurück an den Standort Deutschland

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen