Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nano-Architektur mit einzelnen Molekülen - Forschergruppe an der Freien Universität gelingt Anordnung winziger Bausteine

29.10.2007
Einer Forschergruppe an der Freien Universität Berlin um den Experimentalphysiker Leonhard Grill ist es in Zusammenarbeit mit Chemikern der Humboldt-Universität Berlin und theoretischen Physikern der University of Liverpool erstmals gelungen, molekulare Bausteine auf atomarer Ebene präzise miteinander zu verbinden.

Die Wissenschaftler verknüpften Module der Größe von einem Nanometer, also einem Milliardstel Meter, chemisch so miteinander, als wären es Lego-Bausteine. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Zeitschrift "Nature Nanotechnology" veröffentlicht.

Die faszinierende Vision der Nanotechnologie besteht in der kontrollierten Anordnung von Materie auf der Nanometer-Skala (1 nm = 1 Milliardstel Meter). Eine zentrale Idee besteht darin, stabile Strukturen aus einzelnen molekularen Bausteinen in einer vorgegebenen Architektur auf atomarer Ebene zu bauen, etwa zu Schaltkreisen, Sensoren und Nanomaschinen. Wirtschaftlich bedeutsam sind solche Gebilde wegen deren geringer Größe. Bisher konnten jedoch keine Moleküle auf einer Oberfläche in solchen Netzwerken vorgegebener Struktur chemisch verknüpft werden.

Um solche Nanostrukturen aufzubauen, werden Moleküle mit einer gewünschten Zahl symmetrisch angeordneter Seitengruppen ("Beine") auf eine Oberfläche aufgebracht. Durch geschicktes Erwärmen lassen sich einzelne Atome von den Seitengruppen kontrolliert abspalten, sodass Beine "aktiviert" werden, das heißt chemisch reaktive Stellen am Molekül entstehen. Anschließend verknüpfen sich die Moleküle auf der Oberfläche zu geordneten Strukturen mit definierter Form, wobei sich eine hohe Selektivität daraus ergibt, dass sie ausschließlich dann eine kovalente Bindung bilden wenn zwei "aktivierte" Beine aufeinandertreffen. Durch gezieltes Design verschiedener molekularer Bausteine konnten die Forscher zeigen, wie sich die Form der erzeugten Strukturen exakt einstellen lässt.

... mehr zu:
»Molekül

Obwohl die Ergebnisse dieser interdisziplinären Arbeit der Grundlagenforschung zuzuordnen sind, könnten diese von großem Interesse für künftige Anwendungen sein, da die atomare Größenordnung einen enormen Fortschritt in der Miniaturisierung darstellt. Aus den geringen Abmessungen der molekularen Bausteine ergibt sich eine Dichte von mehr als 1013/cm2 in einem solchen Netzwerk - das ist mehr als 10.000mal höher als die Dichte von Transistoren in integrierten Schaltkreisen oder Computerchips. In Anwendungen könnten die einzelnen Moleküle in Zukunft mit Funktionen ausgestattet werden, um zum Beispiel als elektronische Schaltkreise oder Sensoren auf atomarer Skala zu arbeiten.

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
o Dr. Leonhard Grill, Institut für Experimentalphysik der Freien Universität Berlin, Telefon: 030 / 838-52805 oder -56039, E-Mail: leonhard.grill@physik.fu-berlin.de
o Prof. Mats Persson, University of Liverpool (E-Mail: mats.persson@liverpool.ac.uk)

oProf. Stefan Hecht, Humboldt-Universität Berlin (E-Mail: sh@chemie.hu-berlin.de)

Publikation:
L. Grill, M. Dyer, L. Lafferentz, M. Persson, M. V. Peters, S. Hecht
"Nano-architectures by covalent assembly of molecular building blocks"
"Nature Nanotechnology" (Ausgabe November 2007); Internet: www. nature.com/nnano

Carsten Wette | idw
Weitere Informationen:
http://www.fu-berlin.de

Weitere Berichte zu: Molekül

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht University of Queensland: In weniger als 2 Stunden ans andere Ende der Welt reisen
25.05.2016 | Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund / Institut Ranke-Heinemann

nachricht Neuartige Terahertz-Quelle: kompakt und kostensparend
24.05.2016 | Forschungszentrum Jülich

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: Computational High-Throughput-Screening findet neue Hartmagnete die weniger Seltene Erden enthalten

Für Zukunftstechnologien wie Elektromobilität und erneuerbare Energien ist der Einsatz von starken Dauermagneten von großer Bedeutung. Für deren Herstellung werden Seltene Erden benötigt. Dem Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg ist es nun gelungen, mit einem selbst entwickelten Simulationsverfahren auf Basis eines High-Throughput-Screening (HTS) vielversprechende Materialansätze für neue Dauermagnete zu identifizieren. Das Team verbesserte damit die magnetischen Eigenschaften und ersetzte gleichzeitig Seltene Erden durch Elemente, die weniger teuer und zuverlässig verfügbar sind. Die Ergebnisse wurden im Online-Fachmagazin »Scientific Reports« publiziert.

Ausgangspunkt des Projekts der IWM-Forscher Wolfgang Körner, Georg Krugel und Christian Elsässer war eine Neodym-Eisen-Stickstoff-Verbindung, die auf einem...

Im Focus: University of Queensland: In weniger als 2 Stunden ans andere Ende der Welt reisen

Ein internationales Forschungsteam, darunter Wissenschaftler der University of Queensland, hat im Süden Australiens einen erfolgreichen Hyperschallgeschwindigkeitstestflug absolviert und damit futuristische Reisemöglichkeiten greifbarer gemacht.

Flugreisen von London nach Sydney in unter zwei Stunden werden, dank des HiFiRE Programms, immer realistischer. Im Rahmen dieses Projekts werden in den...

Im Focus: Computational high-throughput screening finds hard magnets containing less rare earth elements

Permanent magnets are very important for technologies of the future like electromobility and renewable energy, and rare earth elements (REE) are necessary for their manufacture. The Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM in Freiburg, Germany, has now succeeded in identifying promising approaches and materials for new permanent magnets through use of an in-house simulation process based on high-throughput screening (HTS). The team was able to improve magnetic properties this way and at the same time replaced REE with elements that are less expensive and readily available. The results were published in the online technical journal “Scientific Reports”.

The starting point for IWM researchers Wolfgang Körner, Georg Krugel, and Christian Elsässer was a neodymium-iron-nitrogen compound based on a type of...

Im Focus: Mit atomarer Präzision: Technologien für die übernächste Chipgeneration

Im Projekt »Beyond EUV« entwickeln die Fraunhofer-Institute für Lasertechnik ILT in Aachen und für angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena wesentliche Technologien zur Fertigung einer neuen Generation von Mikrochips mit EUV-Strahlung bei 6,7 nm. Die Strukturen sind dann kaum noch dicker als einzelne Atome und ermöglichen besonders hoch integrierte Schaltkreise zum Beispiel für Wearables oder gedankengesteuerte Prothesen.

Gordon Moore formulierte 1965 das später nach ihm benannte Gesetz, wonach sich alle ein bis zwei Jahre die Komplexität integrierter Schaltungen verdoppelt. Er...

Im Focus: Ein negatives Enzym liefert positive Resultate

In den letzten zwanzig Jahren hat die Chemie viele wichtige Instrumente und Verfahren für die Biologie hervorgebracht. Heute können wir Proteine herstellen, die in der Natur bisher nicht vorkommen. Es lassen sich Bilder von Ausschnitten lebender Zellen aufnehmen und sogar einzelne Zellen in lebendigen Tieren beobachten. Diese Woche haben zwei Forschungsgruppen der Universitäten Basel und Genf, die beide dem Nationalen Forschungsschwerpunkt Molecular Systems Engineering angehören, im Forschungsmagazin «ACS Central Science» präsentiert, wie man ein nicht-natürliches Protein designt, das völlig neue Fähigkeiten aufweist.

Proteine sind die Arbeitspferde jeder Zelle. Sie bestehen aus Aminosäurebausteinen, die als Kette verbunden sind, welche sich zu funktionalen Maschinen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juli 2016

25.05.2016 | Veranstaltungen

"European Conference on Modelling and Simulation" an der OTH Regensburg

25.05.2016 | Veranstaltungen

Fachtagung »Magnetwerkstoffe und Seltene Erden«

25.05.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

ILA 2016: Additive Produktion ­einsatzfähiger Bauteile durch effiziente Prozessketten

25.05.2016 | Messenachrichten

Reliable in-line inspections of high-strength automotive body parts within seconds

25.05.2016 | Messenachrichten

Wie Zellen Barrieren überwinden

25.05.2016 | Förderungen Preise