Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blick in die Nanowelt

28.02.2001


Dr. Peter Hoppe vom Mainzer

Max-Planck-Institut für Chemie vor der Nanosims-Ionenmikrosonde,

einem neuartigen Sekundärionenmassenspektrometer.


Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines

präsolaren Siliziumkarbidkorns aus dem Murchison-Meteoriten. Dieses

Relikt eines fernen Sterns hat einen Durchmesser von weniger als

einem Mikrometer und ist mehr als 4,57 Milliarden Jahre

alt.


Die neu entwickelte Nanosims-Ionenmikrosonde eröffnet ein neues Fenster ins Weltall.

Endlich ist es soweit: seit Anfang Februar ziert die kostbare Nanosims-Ionenmikrosonde das eigens für sie neu eingerichtete Laboratorium in der Abteilung Kosmochemie des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz. Das weltweit zweite Gerät dieser Art ist ein Sekundärionenmassenspektrometer (SIMS) der französischen Firma Cameca, die bei der Festlegung der Spezifikationen und Geräteeigenschaften sowie dem Design und den abschließenden Testmessungen eng mit dem Mainzer Institut und dem Laboratory for Space Sciences an der Washington University in St. Louis - an das vor Kurzem das andere Instrument ging - zusammengearbeitet hat. "Mit der Hilfe der Nanosims-Ionenmikrosonde können wir nun zum ersten Mal Meteoritenmaterie und interstellare Staubpartikel im Größenbereich von weniger als 100 Nanometern (Millionstel eines Millimeters) untersuchen und hoffen damit viele offene Fragen in der Kosmochemie und Astrophysik beantworten zu können", berichtet Dr. Peter Hoppe, Leiter der SIMS-Arbeitsgruppe.

Bei der Sekundärionenmassenspektrometrie wird die feste Probe mit einem Primärionenstrahl, z.B. mit Cäsium- oder Sauerstoffionen, beschossen. Die dabei erzeugten Sekundärionen werden massenspektrometrisch analysiert, wobei ein dreidimensionales Bild der Element- und Isotopenzusammensetzungen einer Probe gewonnen wird. Die SIMS-Methode findet eine breite Anwendung in der Kosmochemie, Geochemie und Geologie. In den letzten Jahren wurden insbesondere präsolare Körner, die älter sind als das Sonnensystem selbst und sich direkt aus Auswurfmaterial von Sternen (Sternenstaub) gebildet haben, untersucht. Die Isotopenanalysen an präsolaren Staubkörnern, die in primitiven Meteoriten gefunden wurden, liefern Aussagen über die stellare Evolution und die Elementbildung durch kernphysikalische Prozesse im Innern von Sternen, das Kornwachstum in Sternatmosphären und die galaktische chemische Evolution.

Die Messungen mit bisherigen Ionenmikrosonden waren auf Partikel mit Durchmessern größer als 0,5 Mikrometer (Tausendstel eines Millimeters) beschränkt. Das heißt auf vergleichsweise große, nicht repräsentative Körner, denn die beobachteten Durchmesser präsolarer Mineralien - wie z.B. Diamant oder Siliziumkarbid - variieren zwischen einigen Nanometern und einigen Mikrometern. Die neue Nanosims ermöglicht eine räumliche Auflösung bis zu 30 Nanometer bei einer hohen Nachweisempfindlichkeit der Sekundärionen. Es können dabei simultan bis zu sechs Isotope gemessen werden. "Damit wird nicht nur ein repräsentativeres Bild der Isotopenzusammensetzung vieler präsolarer Mineralphasen gewonnen", erklärt Dr. Hoppe. "Wir werden gezielt nach kleinen präsolaren Staubkörnern suchen, um damit eventuell bis heute nicht nachweisbare präsolare Mineralphasen, wie z.B. Silikate, zu finden. Die Isotopenmessungen wollen wir auch auf neue astrophysikalisch relevante Elemente - z.B. Elemente der Eisengruppe - ausdehnen."

Mit der neuen Sonde ist eine Vielzahl weiterer Messungen in der Abteilung Kosmochemie geplant. So sollen die Kometenmaterie - wahrscheinlich das ursprünglichste Material in unserem Sonnensystem und daher besonders reich an präsolaren Staubkörnern - und auch heutiger interstellarer Staub untersucht werden. Ein Vergleich von heutigem interstellarem Staub mit solchem aus Meteoriten und Kometen, der vor der Bildung des Sonnensystems, d.h., vor 4,6 Milliarden Jahren entstanden ist, kann wichtige Erkenntnisse über die galaktische chemische Evolution erbringen. Die Nanosims könnte auch dazu beitragen, eine verlässliche Altersbestimmung an direkt gesammeltem Marsgestein zu ermöglichen.

Weitere wichtige Anwendungen sind auch im Bereich der Geochemie und Atmosphärenchemie geplant: Die hohe Auflösung dieses Gerätes wird es ermöglichen, wichtige Fragen zu Differentiation und Evolution der Erde zu beantworten. Wesentliche Fortschritte in der Atmosphärenforschung sind durch die Untersuchung chemischer Reaktionen, die an der Oberfläche von feinen Aerosolpartikeln stattfinden, zu erwarten.

Weitere Informationen erhalten Sie von:
Dr. Peter Hoppe


Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz
Tel.: 06131/305 244
E-Mail: hoppe@mpch-mainz.mpg.de

Dr. Mirjana Kotowski | idw

Weitere Berichte zu: Evolution Kosmochemie Nanosims-Ionenmikrosonde Sonnensystem

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife
02.12.2016 | Universität Potsdam

nachricht Quantenreibung: Jenseits der Näherung des lokalen Gleichgewichts
01.12.2016 | Forschungsverbund Berlin e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie