Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Geblitzt: Silberteilchen im Flug erwischt

04.02.2015

Rostocker und Berliner Physiker machen antike Schönheiten der Nanowelt sichtbar

Nanopartikel - so werden in der Wissenschaft Verbunde von Atomen oder Molekülen bezeichnet. Sie sind dabei, unseren Alltag zu revolutionieren, denn ihre Anwendungen reichen in der Praxis vom Sonnenschutz über Farbfilter und elektronische Komponenten bis hin zum medizinischen Einsatz, z. B. zur Krebsbekämpfung.


Dr. Ingo Barke, Hannes Hartmann und Prof. Fennel im Institut für Physik mit Modellen von Nanopartikeln

Die winzigen, mit dem Auge nicht wahrnehmbaren Teilchen sind so klein, dass ihre Struktur nicht einmal mit den besten Lichtmikroskopen abgebildet werden kann. Einen Ausweg bieten Methoden, die mit Röntgenlicht arbeiten. Mit Hilfe eines neuartigen „Supermikroskops“ konnte nun ein Forscherteam der Universität Rostock und der TU Berlin erstmals an frei fliegenden Teilchen zeigen, dass sich Nanopartikel symmetrisch aufbauen, wenn sie sich aus Millionen von Atomen zusammenschließen.

Mit dem neuen Mikroskop am Freie-Elektronen-Laser FLASH des Forschungszentrums DESY in Hamburg können einzelne Nanoteilchen sichtbar gemacht werden, indem sie mit ultrakurzen Röntgenblitzen für eine kaum vorstellbare Zeit von unter einer billionstel Sekunde beleuchtet wurden.

Durch eine geschickte Anordnung der Kamera reicht ein einziger Lichtblitz aus, um die volle dreidimensionale Form der Teilchen zu bestimmen.

„Wir fotografieren die Teilchen mit Belichtungszeiten, die Milliarden mal kürzer sind als bei guten Hochgeschwindigkeitskameras“ erläutert Dipl.-Physiker Hannes Hartmann, Experimentalphysiker an der Uni Rostock. Die dabei abgelenkte Strahlung erzeugt auf einem Detektor verblüffend symmetrische Muster und enthüllt unerwartete Teilchenformen. Besonders begeisterte die Wissenschaftler, dass sich auch in der Nanowelt die seit der Antike diskutierten Platonischen Körper zeigen.

Offensichtlich schafft es also die Natur durch Selbstorganisation, Atome mit hoher Regelmäßigkeit und Symmetrie anzuordnen – gänzlich ohne äußeren Einfluss. Die Ergebnisse, die jetzt auch in der international renommierten Fachzeitschrift »Nature Communications« veröffentlicht wurden, eröffnen vollkommen neue Forschungsansätze. So können jetzt beispielsweise schnelle Zeitabläufe oder Veränderungen von Größe und Form in freien Nanopartikel beobachtet werden.

Die Möglichkeit, die dreidimensionale Form und Orientierung von Nanopartikeln mit nur einem einzigen Schuss eines Röntgenpulses bestimmen zu können, markiert einen Durchbruch und ebnet Wege für neue Forschungsrichtungen. »Mit der dreidimensionalen Abbildung der Teilchen sind nun auch 3D-Filme in Super-Zeitlupe denkbar, die ultraschnelle Reaktionen oder strukturelle Veränderungen von Nano- oder Mikroteilchen direkt zeigen«, freuen sich Dr. Ingo Barke und Prof. Thomas Fennel, Mitglieder des Rostocker Sonderforschungsbereichs Leben, Licht und Materie.

Dieser lang gehegte Traum vieler Physiker ist auch für Anwendungen der Umweltwissenschaft und Biomedizin interessant: Ein dreidimensionaler Film von freien Aerosolen (z.B. Abgaspartikel) und Viren im Flug, in ihrer natürlichen Umgebung, liegt nun im Bereich des Machbaren.


Kontakt für Rückfragen:
Dr. Ingo Barke
Universität Rostock
Institut für Physik
Tel: 0381 / 498 6814
ingo.barke@uni-rostock.de

Weitere Informationen:

Link zur Original-Arbeit: dx.doi.org//10.1038/ncomms7187

Ingrid Rieck | Universität Rostock
Weitere Informationen:
http://www.uni-rostock.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Moleküle brillant beleuchtet
23.04.2018 | Max-Planck-Institut für Quantenoptik

nachricht Wie zerfallen kleinste Bleiteilchen?
23.04.2018 | Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald

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: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Moleküle brillant beleuchtet

23.04.2018 | Physik Astronomie

Sauber und effizient - Fraunhofer ISE präsentiert Wasserstofftechnologien auf Hannover Messe

23.04.2018 | HANNOVER MESSE

Fraunhofer IMWS entwickelt biobasierte Faser-Kunststoff-Verbunde für Leichtbau-Anwendungen

23.04.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics