Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Licht steuert ultraschnelle Nanoschalter

02.07.2007
Mechanismus zur Steuerung von Nanomaschinen entdeckt

Wissenschaftlern der Universität Oldenburg um Prof. Dr. Thorsten Klüner haben durch theoretische Modellierung von Systemen molekularer Nanostrukturen auf Supercomputern einen völlig neuen, durch Laserpulse kontrollierten Wechselwirkungsmechanismus entdeckt.

In den letzten Jahren hat sich die Nanotechnologie, d.h. die Entwicklung von Maschinen in Molekülgröße, zu einem zentralen Arbeitsbereich moderner Naturwissenschaften entwickelt. Der Nutzen von Nanomaschinen auf Molekülbasis liegt auf der Hand: In einem Reaktionskolben lassen sich weit mehr als 1024 dieser winzigen Komponenten herstellen. 10 (hoch) 24 - das ist eine 1 mit 24 Nullen. Zum Vergleich: 10 (hoch)24 Kieselsteine entsprechen etwa der Größe unseres Mondes. Somit stehen Nanomaschinen in praktisch unbegrenzter Menge zur Verfügung.

Die Natur bietet zahlreiche Beispiele für molekulare Maschinen. Biologische Phänomene wie der für die Muskelbewegung verantwortliche Aktin-Myosin-Nanomotor oder die rotierende Bewegung von ATPase, ein Enzym zur Energiegewinnung im menschlichen Körper, sind faszinierende Beispiele für das Potenzial molekularer Maschinen.

In der Nanotechnologie hat man schon länger Schalter, Pendel, Drehkreuze und andere Komponenten in Molekülgröße entwickelt. Eine zentrale Schwierigkeit allerdings bleibt: Wie lassen sich die Winzlinge durch Aufnahme von Energie gezielt steuern?

Wissenschaftler der Universität Oldenburg um Prof. Dr. Thorsten Klüner, Hochschullehrer für "Theoretische Physikalische Chemie" am Institut Reine und Angewandte Chemie (IRAC), haben sich diese Frage vorgenommen und nun ihre wegweisenden Ergebnisse auf dem Gebiet der Oberflächen-Nanochemie in den "Physical Review Letters" veröffentlicht, einer der führenden Fachzeitschriften.

Die Oldenburger haben Systeme molekularer Nanostrukturen untersucht, die durch schwache elektrostatische Wechselwirkung auf einer elektrisch isolierenden Metalloxidoberfläche adsorbiert sind. Durch theoretische Modellierung dieser Systeme auf Supercomputern ist es ihnen gelungen, einen völlig neuen, durch Laserpulse kontrollierten Wechselwirkungsmechanismus zu entdecken, der es in Zukunft möglich machen könnte, komplexe Nanosysteme effizient zu schalten.

Eine Besonderheit des neuen Mechanismus ist, dass die Schaltung solcher molekularer Nanostrukturen in einer Zeitskala von einigen Femtosekunden verläuft. Eine Femtosekunde entspricht dem billionstel Teil einer Millisekunde. Ein solches ultraschnelles Schalten von Nanostrukturen könnte, so Klüner, die Grundlage für hocheffiziente Nanomaschinen der Zukunft abgeben.

Imed Mehdaoui und Thorsten Klüner, Understanding Surface Photochemistry from First Principles: The Case of CO-NiO(100), in: Physical Review Letters, Vol. 98, p. 037601, 2007

Kontakt: Prof. Dr. Thorsten Klüner, IRAC, AG Theoretische Chemie, Tel.: 0441/798-3681, E-Mail: thorsten.kluener@uni-oldenburg.de

Gerhard Harms | idw
Weitere Informationen:
http://prl.aps.org/
http://www.uni-oldenburg.de/

Weitere Berichte zu: Laserpuls Nanomaschine Nanostruktur

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau
17.11.2017 | Universität Ulm

nachricht Zwei verdächtigte Sterne unschuldig an mysteriösem Antiteilchen-Überschuss
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für Kernphysik

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: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte