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 Quantenmechanik ist komplex genug – vorerst …
21.04.2017 | Universität Wien

nachricht Tief im Inneren von M87
20.04.2017 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

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: 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...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung