Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekulare Muster "stricken"

16.02.2016

Es sind Bilder aus dem Mikroskop und doch sehen sie aus wie aus dem Handarbeitsheft: In einem Moment meint man ein Perlmuster zu sehen, im nächsten ein Lochmuster. Wissenschaftler aus der Arbeitsgruppe von Physikprofessor Rolf Möller vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) können mit atomarer Präzision Muster auf Oberflächen schreiben. Ihre Erkenntnisse veröffentlichten sie jetzt in der Fachzeitschrift NanoLetters.

Das Phänomen nennt sich „Phasenübergang“ und begegnet uns im Alltag regelmäßig: sei es als Wasserdampf oder schmelzendes Schokoladeneis.


Die beiden Phasen von Kohlenstoffmonoxid (CO) auf Kupfer (Cu) im Nanometermaßstab, aufgenommen mit einem Rastertunnelmikroskop

CENIDE/AG Möller

Dass man per Mikroskop das beliebige Hin- und Herschalten zwischen zwei Phasen in Echtzeit beobachten kann, ist neu. Gelungen ist dies den beiden UDE-Wissenschaftlern Ben Wortmann und Dr. Christian Bobisch: Sie konnten erstmals ganze Oberflächenbereiche einer Probe dabei beobachten.

Christian Bobisch: „Das Experiment gelang uns mit einer geschlossenen Lage aus Kohlenstoffmonoxid-Molekülen, die auf einer Kupferunterlage ruht. Mit der feinen metallischen Spitze eines Rastertunnelmikroskops legten wir anschließend elektrische Felder an diese Probe an.“

Auf diese Weise können ganze Flächen innerhalb von Sekundenbruchteilen umgeschaltet werden – beliebig häufig und in einem einzigen Schritt. Die dabei entstandenen Fotos sind so präzise und hoch aufgelöst, dass man sogar einzelne Moleküle erkennen kann. Sie erscheinen so wohlgeordnet wie die Maschen in einem winzigen Strickmuster.

Ihre Entdeckung schließt eine Lücke: Gegenwärtig werden elektronische Bauteile immer kleiner, und sogar einzelne Atome oder Moleküle werden bereits als Schalter diskutiert. Aber es ist technisch sehr aufwendig und daher in großem Maßstab kaum umzusetzen, einzelne Moleküle zu bearbeiten.

Indem man aber gezielt scharf umrissene Bereiche schaltet, die nur eine Moleküllage dick sind, wie hier geschehen, kommt man einfach zu bedienenden miniaturisierten Bauteilen ein großes Stück näher.

Originalpublikation: Nano Lett., 2016, 16 (1), pp 528–533, DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b04174

Redaktion: Birte Vierjahn, 0203/ 379-8176, birte.vierjahn@uni-due.de


Ressort Presse
Universität Duisburg-Essen
Stabsstelle des Rektorats
http://www.uni-due.de/presse

Beate Kostka M.A. | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Atome Mikroskop Moleküle Phasenübergang elektronische Bauteile

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie