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 Power-to-Liquid: 200 Liter Sprit aus Solarstrom und dem Kohlenstoffdioxid der Umgebungsluft
24.07.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Ein leistungsfähiges Lasersystem für anspruchsvolle Experimente in der Attosekunden-Forschung
19.07.2017 | Forschungsverbund Berlin e.V.

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: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

Recherche-Reise zum European XFEL und DESY nach Hamburg

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln

24.07.2017 | Biowissenschaften Chemie