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 Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

nachricht Gelatine statt Unterarm
19.04.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

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

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

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

26.04.2017 | HANNOVER MESSE

Plastik – nicht nur Müll

26.04.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz