Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Komplexen Nanostrukturen ein Stück näher

16.01.2012
Chemikern an der Humboldt-Universität gelingt gezielte Verknüpfung winziger programmierbarer molekularer Bausteine

Materie auf der kleinsten Skala, d.h. im Bereich von wenigen Nanometern (1 nm = 1 Milliardstel Meter) zu organisieren und nutzbar zu machen, ist die zentrale Herausforderung der Nanotechnologie.

Dabei besteht ein großes Interesse daran, stabile und wohldefinierte Nanostrukturen ausgehend von einzelnen molekularen Bausteinen kontrolliert aufzubauen. Vor wenigen Jahren konnten dann erstmals derartige bottom-up Nano-Architekturen realisiert werden, wobei jedoch der Grad an Komplexität durch das damals entwickelte einstufige Verfahren begrenzt war.

Dem selben Forscherteam aus Chemikern der Humboldt-Universität zu Berlin um Prof. Stefan Hecht ist es nun – in Zusammenarbeit mit Physikern am Fritz-Haber-Institut und am Laboratorio TASC in Trieste – gelungen, die von Ihnen entwickelte Methode erheblich zu verbessern. Hierzu griffen sie in die Trickkisten von Chemie und Physik. Zunächst wurden molekulare Bausteine mit zwei unterschiedlichen Typen von aktivierbaren Gruppen entwickelt.

Diese Bausteine mit programmierter Reaktivität (Monomere) erlauben einen schrittweisen und somit hierarchischen Aufbau der Nanostrukturen, indem zunächst bei niedrigerer Temperatur in einer Dimension chemische Bindungen ausgebildet werden und die dabei gebildeten Ketten in einem zweiten Schritt bei höherer Temperatur miteinander verknüpft werden. Dabei nutzen die Wissenschaftler die Anordnung der Ketten untereinander aus, die quasi wie ein Reißverschluss ineinandergreifen. Die Qualität der somit hergestellten Nanostrukturen bezüglich ihrer Ausdehnung und vorkommender Defekte konnte im Anschluss noch durch einen weiteren Kniff verbessert werden. Die Forscher griffen hier auf besondere Oberflächen zurück, die eine Ausrichtung der Molekülketten ermöglichen. Das Potenzial ihrer Methode konnten die Wissenschaftler daran demonstrieren, dass sie mit Hilfe der programmierbaren Bausteine und dirigierenden Unterlage komplexe Nanostrukturen aus verschiedenen Molekülsorten aufbauen konnten.

Obwohl die aktuellen Ergebnisse der Grundlagenforschung zuzuordnen sind, könnten diese aufgrund des enormen Fortschritts in der Miniaturisierung für mögliche zukünftige Anwendungen von erheblichem Interesse sein. Neben der enorm hohen Dichte von über 10 000 000 000 000 Molekülen pro Quadratzentimeter können derartige Netzwerke nun in Zukunft auch mit unterschiedlichen Funktionen ausgestattet werden, um eines Tages Anwendung zum Beispiel als Nano-Schaltkreise oder Nano-Sensoren zu finden.

Originalartikel:
Zeitschrift “Nature Chemistry“ (Ausgabe in March 2012 issue, online ab 15. Januar 2012)

„Controlling on-surface polymerization by hierarchical and substrate-directed growth“ von: L. Lafferentz, V. Eberhardt, C. Dri, C. Africh, G. Comelli, F. Esch, S. Hecht*, L. Grill*

Eine Abbildung zur kostenlosen Nutzung finden Sie hier:
http://www.hu-berlin.de/pr/medien/aktuell/material/pm_120113_00/abbildung/view
WEITERE INFORMATIONEN
Prof. Stefan Hecht, Ph.D.
Humboldt-Universität zu Berlin
Institut für Chemie
Brook-Taylor-Str. 2
12489 Berlin
Telefon: 030 2093-7365
E-Mail: sh@chemie.hu-berlin.de
Web: http://www.hechtlab.de
Dr. Leonhard Grill
Fritz-Haber-Institut der MPG
Abteilung Physikalische Chemie
Faradayweg 4-6
14195 Berlin
Telefon: 030 8413-5108
E-Mail: lgr@fhi-berlin.mpg.de
Web: http://www.fhi-berlin.mpg.de/pc/grill

Constanze Haase | idw
Weitere Informationen:
http://www.hu-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie