Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kontraktionsfähiges Gel speichert Lichtenergie

29.01.2015

Sehr komplexe Eiweißverbindungen, die Molekularmotoren lebender Systeme, sind für die wesentlichen Funktionen des lebenden Organismus genauso wichtig wie die Kopie der DNA oder die Eiweißsynthese. Ebenso unverzichtbar sind sie für alle Bewegungsabläufe. Jeder dieser Motoren arbeitet jedoch nur über Entfernungen von wenigen Nanometern.

Im Verband von mehreren Millionen jedoch arbeiten sie nicht nur perfekt koordiniert, sondern auch auf makroskopischer Ebene. Ein Muskel, der dank des koordinierten Zusammenspiels zahlreicher Proteinmotoren kontrahiert, veranschaulicht dies sehr beispielhaft. Chemiker versuchen seit langem, diese Bewegung mit künstlichen Motoren herbeizuführen.


Links: Schematische Darstellung eines Polymergels, dessen Ketten sich durch rotierende Molekularmotoren vernetzen (die blauen und roten Komponenten sind gegeneinander drehbar, sobald sie durch Energie angetrieben werden).

Rechts: Trifft Licht auf, fangen die Motoren an zu rotieren und rollen die Polymerketten zusammen. Das Gel zieht sich daraufhin auf 80 % seines Ausgangsvolumens zusammen. Ein Teil der Lichtenergie wird so in Form von mechanischer Energie gespeichert.

Copyright: Gad Fuks / Nicolas Giuseppone / Mathieu Lejeune

Vor diesem Hintergrund hat ein Forscherteam des Institut Charles Sadron des CNRS [1], unter der Leitung von Nicolas Giuseppone, Professor an der Universität Straßburg, ein Polymergel entwickelt, das dank künstlicher Molekularmotoren kontrahiert. Die Ergebnisse ihrer Arbeit wurden am 19. Januar 2015 in der Fachzeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht.

Werden diese nanometergroßen Motoren durch Licht aktiviert, rollen sich die Polymerketten dieses Gels ein und ziehen sich so über mehrere Zentimeter zusammen. Um dies zu erreichen, haben die Forscher die Vernetzungspunkte eines Gels (über die die Polymerketten untereinander verbunden sind) durch rotierende Molekularmotoren ersetzt. Diese laufen auf makroskopischer Ebene zeitlich koordiniert und kontinuierlich.

Die Lichtenergie, die für den Antrieb dieser Motoren notwendig ist, wird durch das Einrollen der Polymerketten zum Teil in mechanische Energie umgewandelt und im Gel gespeichert. Sammelt sich zu viel Energie im Gel an, kann dieses aufplatzen. Das Team des Institut Charles Sadron will diese Form der Lichtenergiespeicherung künftig kontrolliert nutzen.

Das Projekt wird finanziell unterstützt vom Europäischen Forschungsrat (ERC) und der französischen Forschungsförderagentur ANR.

[1] CNRS – französisches Zentrum für wissenschaftliche Forschung


Kontakt:

Institut Charles Sadron – Nicolas Giuseppone, Tel.: + +33 (0)3 88 41 41 66, E-Mail: giuseppone@unistra.fr


Quellen:

– BE France 297 – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/77673.htm

– Macroscopic contraction of a gel induced by the integrated motion of light-driven molecular motors.Quan Li, Gad Fuks, Emilie Moulin, Mounir Maaloum, Michel Rawiso, Igor Kulic, Justin T. Foy, and Nicolas Giuseppone. Nature Nanotechnology, 19 janvier 2015, DOI: 10.1038/NNANO.2014.315.


Übersetzerin: Jana Ulbricht, jana.ulbricht@diplomatie.gouv.fr

Weitere Informationen:

http://www.wissenschaft-frankreich.de/

Marie de Chalup | Wissenschaft Frankreich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht IT-Kühlung: So schaffen Kleinbetriebe den Sprung in die IT-Profiliga
23.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Plug & Play: Drei auf einen Streich
29.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise