Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochauflösender Blick in die Tiefe

10.04.2014

BMBF fördert Projekt der Uni Jena zur dreidimensionalen Abbildung von Nanostrukturen

Ob Zellen in einem Zwiebelhäutchen, Pantoffeltierchen oder Blütenpollen – Jeder, der schon einmal selbst in ein Mikroskop geschaut hat, weiß, dass sich dreidimensionale Objekte meist nur in einer Ebene scharf stellen lassen. Sobald eine andere Schicht in den Blick genommen werden soll, heißt es, das Objekt neu zu fokussieren.


Prof. Dr. Gerhard Paulus (r.) und Doktorand Silvio Fuchs von der Uni Jena wollen in ihrem Forschungsprojekt "X-CoherenT" ein hochauflösendes Röntgenmikroskop entwickeln.

Foto: Jan-Peter Kasper/FSU

Einem Wissenschaftlerteam um Prof. Dr. Gerhard Paulus von der Friedrich-Schiller-Universität Jena ist es gelungen, ein neuartiges Mikroskopie-Verfahren zu entwickeln, mit dem sich – ganz ohne einzelne Ebenen fokussieren zu müssen – Objekte dreidimensional abbilden lassen und das in extrem hoher Auflösung. Selbst winzigste Strukturen mit einer Größe von nur wenigen Nanometern lassen sich damit sichtbar machen.

In einem neuen Forschungsprojekt wollen die Physiker dieses Verfahren nun aus der Grundlagenforschung in den Laboralltag überführen. „X-CoherenT“ heißt das Vorhaben, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in den kommenden drei Jahren mit rund 1,3 Millionen Euro gefördert wird. „X-CoherenT“ wird im Rahmen des Programms „Validierung des Innovationspotenzials“ gefördert, das Projekte unterstützt, die aus der Grundlagenforschung entstanden sind und das Potenzial zur wirtschaftlichen Verwertung haben.

„Bei unserer Methode handelt es sich um eine Weiterentwicklung der sogenannten optischen Kohärenztomografie“, erläutert Prof. Paulus. Dieses bisher für den infraroten Spektralbereich etablierte Verfahren beruht auf der Streuung von Lichtwellen an Oberflächen oder Materialgrenzen und wird beispielsweise in der Augenmedizin zur Untersuchung der Netz- und der Hornhaut eingesetzt. „Wir haben demonstriert, dass sich dafür auch extrem kurzwelliges UV-Licht und Röntgenstrahlung eignen“, erklärt Prof. Paulus. Dank der erheblich kürzeren Wellenlänge und des breiten Spektrums der eingesetzten Strahlung erhöhe sich die Auflösung der Methode um das Tausendfache, macht der Lehrstuhlinhaber für Nichtlineare Optik deutlich.

Allerdings hat die Sache noch einen Haken: Die dafür notwendige breitbandige UV- bzw. Röntgenstrahlung lässt sich bisher nur in Großforschungsanlagen etwa dem DESY in Hamburg erzeugen und steht somit nur einem beschränkten Kreis von Wissenschaftlern zur Verfügung. Dies zu ändern ist das Ziel des Projekts „X-CoherenT“. „Wir wollen ein Röntgenmikroskop entwickeln, dass auch in ein Labor durchschnittlicher Größe passt und damit für vielfältige Anwendungen eingesetzt werden kann“, so Paulus.

In den kommenden drei Jahren wollen die Jenaer Forscher nun einen praxistauglichen Prototyp ihres Röntgenmikroskops bauen. „Dafür brauchen wir vor allem leistungsstarke Strahlungsquellen im Labormaßstab“, erläutert Silvio Fuchs. Dazu wollen die Physiker Ultrakurzpulslasersysteme nutzen, so der Doktorand aus Paulus‘ Team.

Neben der hohen Auflösung biete das Verfahren auch einen weiteren Vorteil: die Proben werden durch die Untersuchung nicht zerstört oder verändert. „In der Halbleiterindustrie ist es bisher teilweise üblich, die Proben zu zersägen, um sie in der Tiefe untersuchen zu können“, weiß Silvio Fuchs. Das wäre mit dem Jenaer Verfahren nicht mehr nötig und die Halbleiter ließen sich anschließend sogar wieder verwenden. „Auch biologische Proben könnten so auf wenige Nanometer genau untersucht werden.“

Kontakt:
Prof. Dr. Gerhard Paulus, Silvio Fuchs
Institut für Optik und Quantenelektronik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947201, 03641 / 947615
E-Mail: gerhard.paulus[at]uni-jena.de, silvio.fuchs[at]uni-jena.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Innovationspreis 2017 der Deutschen Hochschulmedizin e.V.
24.04.2017 | Deutsche Hochschulmedizin e.V.

nachricht EU-Förderung in Millionenhöhe für Regensburger Wissenschaftler
21.04.2017 | Universität Regensburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen

26.04.2017 | HANNOVER MESSE

Plastik – nicht nur Müll

26.04.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Seminar zu Einblicken in die unterschiedlichen Ebenen des 3D-Druckens und wirtschaftlichen Nutzungsmöglichkeiten - 2017

26.04.2017 | Seminare Workshops