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 Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit
26.06.2017 | Universität Bremen

nachricht NAWI Graz-Forschende vermessen Lichtfelder erstmals in 3D
26.06.2017 | Technische Universität Graz

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: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Digital Mobility“– 48 Mio. Euro für die Entwicklung des digitalen Fahrzeuges

26.06.2017 | Förderungen Preise

Fahrerlose Transportfahrzeuge reagieren bald automatisch auf Störungen

26.06.2017 | Verkehr Logistik

Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit

26.06.2017 | Physik Astronomie