Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wohlgeordnete Goldpartikel – eine solide Basis für neue Erkenntnisse über Molekülstrukturen

09.09.2010
Nanostrukturierte Oberflächen kontrolliert und mit hoher Präzision herstellen zu können, bis hin zu makroskopischen Flächen von mehreren Quadratzentimetern – dies ist eine Kernkompetenz von Prof. Dr. Andreas Fery und seinem Team am Lehrstuhl Physikalische Chemie II der Universität Bayreuth.

Gemeinsam mit Partnern an der Universität Vigo sind die Bayreuther Wissenschaftler jetzt auf eine zukunftsweisende Anwendung gestoßen: Oberflächen lassen sich gezielt so strukturieren, dass sie die Erforschung von Molekülstrukturen erheblich voranbringen. In der Zeitschrift "Chemical Science" haben sie über ihre Entdeckung berichtet.

Schon seit langem kommt bei der spektroskopischen Untersuchung einzelner Moleküle ein Verfahren zum Einsatz, für das in der Chemie die Abkürzung SERS („Surface Enhanced Raman Scattering“) geläufig ist. Dabei werden hohe Feldstärken, die an metallischen Oberflächen auftreten, für eine Verstärkung von Lichtsignalen genutzt. Bisher hatte dieses Verfahren einen wesentlichen Nachteil: Solange sich die hohen Feldstärken nur zufällig und regellos über die metallische Oberfläche verteilen, leidet darunter die Zuverlässigkeit der spektroskopischen Untersuchung. Mehr noch: Die Ergebnisse lassen sich nicht unter exakt gleichen Bedingungen wiederholen.

An dieser Stelle setzt die neue Forschungsidee aus Bayreuth an. Dem Forschungsteam um Fery ist es durch kontrollierte Faltenbildung gelungen, nanostrukturierte Oberflächen mit einfachen Mustern herzustellen, die durch den Wechsel von Erhebungen und Vertiefungen definiert sind. In den Erhebungen, und nur hier, befinden sich Goldpartikel. Benachbarte Goldpartikel liegen dabei in immer gleichen Abständen so dicht nebeneinander, dass hohe Feldstärken auftreten. Was die neuen Oberflächen daher für die SERS-Spektroskopie so attraktiv macht, ist die zielgenau herbeigeführte, regelhafte Anordnung hoher Feldstärken. Genau dies ist eine solide Basis für zuverlässige und wiederholbare Einblicke in den Aufbau von Molekülen.

Es ist kein großer technischer Aufwand erforderlich, damit die Goldpartikel nur durch winzige, immer gleiche Abstände voneinander getrennt sind. Im Gegenteil, die Goldpartikel fügen sich auf dem Weg der Selbstorganisation in diese gleichförmige Struktur. Deshalb sind die neuen nanostrukturierten Oberflächen auch ein Erfolg des DFG-Sonderforschungsbereichs 840 an der Universität Bayreuth. Im Mittelpunkt des 2009 eingerichteten SFB steht die Mesotechnologie. Diese will Nanopartikel zu komplexeren Funktionssystemen verknüpfen, deren Eigenschaften und Verhaltensweisen dann auf der makroskopischen Ebene für neue Anwendungen genutzt werden können. Prozesse der Selbstorganisation sind dabei von zentraler Bedeutung.

Die Bayreuther Forschungsgruppe und ihre Mitstreiter in Spanien haben ihre Ergebnisse in der Titelgeschichte der zweiten Ausgabe von "Chemical Science" vorgestellt. Diese Zeitschrift wurde erst 2010 von der Royal Society of Chemistry, der größten europäischen Organisation auf dem Gebiet der Chemie, ins Leben gerufen – als ein neues internationales Flaggschiff für besonders innovative Forschungsbeiträge.

Veröffentlichung:

Nicolas Pazos-Perez, Weihai Ni, Alexandra Schweikart, Ramon A. Alvarez-Puebla,
Andreas Fery and Luis M. Liz-Marzan,
Highly uniform SERS substrates formed by wrinkle-confined drying of gold colloids,
in: Chemical Science (2010), Vol. 1, No. 2, pp. 174-178
DOI-Bookmark: 10.1039/C0SC00132E
Kontaktadresse für weitere Informationen:
Prof. Dr. Andreas Fery
Universität Bayreuth
Lehrstuhl für Physikalische Chemie II
95440 Bayreuth
Tel.: +49 (0)921 / 55-4384
E-Mail: andreas.fery@uni-bayreuth.de

Christian Wißler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bayreuth.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Kampf dem Plastik mit Verpackungen aus Seetang
15.12.2017 | Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund / Institut Ranke-Heinemann

nachricht Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung
14.12.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik