Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Einblick in das Molekülinnere

30.03.2007
Atome ertasten, Moleküle sehen - Rastersondenmikroskope geben seit wenigen Jahrzehnten Einblick in die Welt der kleinsten Teile. Experimentalphysiker der Universität Duisburg-Essen haben nun eine weitere Methode entwickelt, die die Elektronenlandschaft der Stoffe noch detaillierter abbildet. Die Ergebnisse sind in der neuesten Ausgabe der renommierten Wissenschaftszeitschrift Science nachzulesen.

Atome und Moleküle sind mit ihren Bruchteilen von milliardstel Metern viel zu klein für konventionelle Licht- und Elektronenmikroskope. Mit dem Rastertunnelmikroskop wird die Probe nicht mit einem schnellen Blick erfasst, sondern deren Oberfläche mit einer feinen Spitze "erfühlt". Linie um Linie fährt diese computergesteuert über das Objekt, und auf dem angeschlossenen Rechner entsteht Strich für Strich ein Bild von den Atomen.

Die Physiker Amin Bannani, Christian Bobisch und Prof. Rolf Möller von der Universität Duisburg-Essen suchten jetzt nach einer Methode, die noch mehr kann. Nämlich organische Moleküle sichtbar machen und einen Blick in deren Inneres werfen. Das Team konzentrierte sich dabei auf eine besondere Untergruppe der Elektronen, sogenannte ballistische Elektronen.

Das sind im Prinzip alle Fehlschüsse und Durchschüsse, die die Probe relativ ungestört passieren. Gerät ein Tunnelelektron hingegen zu sehr in den Wirkungsbereich eines Atomkerns oder der atomgebundenen Elektronen, wird es gestreut und erreicht nicht den Detektor. Bei dieser Methode kommt es darauf an, ob und wie sehr das Objekt den Elektronen "im Weg" ist. Das "wie sehr" lässt sich über verschieden hohe Spannungen herausfinden, die den Messelektronen gewissermaßen mehr oder weniger Schwung verleihen. Mit wenig Startenergie gerät ein getunneltes Elektron bereits in Randbereichen der Moleküle auf Abwege, während es mit einem energischeren Start selbst in den "weicheren" Molekülzonen kaum gestreut wird. Die zusätzliche Abbildung zeigt dann Kanäle auf, wo die Elektronen besonders gut durch die Probe transportiert werden.

... mehr zu:
»Atom »Elektron »Molekül

Die Qualität ihrer neuen Rasternahfeld- Elektronendurchsicht- Mikroskopie (scanning near-field electron transmission microscopy) haben die Forscher an zwei unterschiedlichen Molekülen erprobt: fußballförmigen Buckyballs aus je 60 Kohlenstoffatomen und dem komplexeren 3,4,9,10-Perylen-Tetracarboxylsäuredianhydrid (PTCDA), das recht flächig ist und dessen Form an einen Hundeknochen erinnert. Von beiden Verbindungen erhielten sie mindestens ebenso gute Bilder wie mit einem gewöhnlichen Rastertunnelmikroskop. Besonders beim Buckyball machte sich aber der Vorteil der ballistischen Elektronen bemerkbar. Mit höheren Spannungen trat immer besser der Hohlraum im Zentrum der kleinen Kugeln hervor - eine Struktur, die niemals zuvor mit einem Mikroskop gesehen wurde.

Weitere Infos: Prof. Rolf Möller, Tel. 0203/379-4220, Science 315: 1824-1828 (2007)

Beate Kostka | idw
Weitere Informationen:
http://www.exp.physik.uni-duisburg-essen.de/moeller/index.htm

Weitere Berichte zu: Atom Elektron Molekül

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Kleinste Teilchen aus fernen Galaxien!
22.09.2017 | Bergische Universität Wuppertal

nachricht Tanzende Elektronen verlieren das Rennen
22.09.2017 | Universität Bielefeld

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: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie