Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanooptik – technische Herausforderung mit hohem Innovationspotenzial

16.05.2007
Im Zuge der rasanten Entwicklung der Nanotechnologie hat sich auch die Nanooptik mit nicht minder großer Eigendynamik zu einer viel versprechende Zukunftstechnologie entwickelt.

Zu diesem Resümee gelangten die Teilnehmer eines Workshops zum Thema „Nanooptik – Kleine Dimension, große Wirkung“, zu dem die VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikro- und Feinwerktechnik (GMM) nach Jena eingeladen hatte. Die Bandbreite der Themen reichte von photonischen Kristallen und Kristallfasern über funktionale Nanomaterialien über nanostrukturierte Oberflächen bis hin zur Bio-Nano-Photonik.

Photonische Kristalle sind neuartige optische Materialien, die im Hinblick auf ihr Anwendungspotenzial in der Telekommunikation auch als „Halbleiter für Licht“ bezeichnet werden. Da die typischen Gitterkonstanten jedoch in der Größenordnung der Wellenlänge des Lichts liegen, stellt die Herstellung dreidimensionaler photonischer Kristalle für den Telekommunikations- oder gar sichtbaren Spektralbereich eine technologische Herausforderung dar.

Mitarbeitern der Universität Karlsruhe ist es in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern vom Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtzgemeinschaft jetzt gelungen, mit Hilfe des direkten Laserschreibens gezielt komplexe dreidimensionale Strukturen in photosensitive Materialien zu schreiben. Angaben der Wissenschaftler zufolge eröffnet das direkte Laserschreiben den Zugang zu Strukturen, die aufgrund ihrer Komplexität bisher nicht hergestellt werden konnten.

... mehr zu:
»Kursawe »Nanooptik »Nanopartikel

Oberflächen mit flexiblem Brechungsindex

Neuigkeiten kommen auch aus der Forschung der Merck KGaA. Im Team von Monika Kursawe ist es gelungen, diverse Nanomaterialien mit optischen und funktionalen Effekten auszustatten. Unter Verwendung von dotiertem Zinnoxid ließen sich beispielsweise optisch transparente, leitfähige Materialien oder nahezu weiße Infrarotreflektoren realisieren. „Für großflächige Beschichtungen sind durch nanostrukturierte Materialien ebenfalls Anwendungsvorteile erzielbar“, erläutert Kursawe. Mittels Sol/Gel-Verfahren habe man ein SiO2-Nanosol auf Glasoberflächen aufgebracht. Nach einer gezielt ausgeführten Aushärtung sei eine nanoporöse Beschichtung entstanden, die den Brechungsindex der Oberfläche an die Umgebung anpassen könne. Damit sei es möglich, einschichtige Breitbandentspiegelungen zu erzeugen. Eine der vielfältigen Anwendungen sei die Verwendung als Deckglas in Solarkollektoren.

Empfindlichere Analytik mit einer Spur von Gold

Noch spektakulärer sind jüngste Arbeiten zu plasmonischen Effekten von Nanopartikeln. Die Plasmonik nützt das Phänomen der so genannte Oberflächenplasmonen. Das sind elektromagnetische Wellen, die sich an metallischen Oberflächen entlang ausbreiten und an die Grenzfläche zwischen einer dünnen Metall- und einer Polymerschicht gebunden sind. Mit den entsprechenden Nanostrukturen ist es möglich, optische Signale zu leiten und zu verarbeiten.

Am Institut für Photonische Technologien der Friedrich-Schiller-Universität Jena ist es Wolfgang Fritzsche und seinen Kollegen jetzt gelungen, Nanopartikel aus Gold in Form von Markierungen für die Bioanalytik zu nutzen. „Diese Partikel erlauben eine technisch deutlich einfachere optische Detektion im Vergleich zu Fluoreszenzverfahren und verbessern gravimetrische Nachweise signifikant in ihrer Sensitivität“, erläutert Fritzsche.

Besonders viel versprechend sind die Möglichkeiten, die sich aus der optischen Mikromanipulation ergeben. Bei der Photodynamischen Therapie werden beispielsweise chemische Substanzen, die in Krebsgewebe angereichert sind, mittels Laserbestrahlung in giftige Substanzen umgesetzt und so das Gewebe lokal zerstört. Mit Hilfe von Nanopartikeln, die wiederum als Nanoantennen eingesetzt werden können, lässt sich die Auflösung enorm erhöhen. Dabei wird die durch die so genannte Plasmonenresonanz induzierte Absorption benutzt, um mittels Laserpulsen Energie spezifisch in die Partikel einzukoppeln, ohne die Umgebung zu schädigen. Durch die Nanoantennenwirkung wird die Auflösung in erster Näherung durch die Partikelgröße bestimmt und kann damit deutlich unterhalb der Wellenlänge des eingesetzten Lichtes liegen.

Rolf Froböse | VDE
Weitere Informationen:
http://www.vde.com

Weitere Berichte zu: Kursawe Nanooptik Nanopartikel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein
20.09.2017 | Technische Universität Hamburg-Harburg

nachricht Strom im Flug erzeugen
20.09.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik