Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochempfindliche Lichtringe als Detektive

14.08.2017

Physiker der Universität Magdeburg spüren mit Lichtwellen Nanopartikel auf

Physiker der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg haben Sensoren entwickelt, die kleinste Nanopartikel in ihrer Umgebung wahrnehmen können. Die Wissenschaftler um Prof. Dr. Jan Wiersig vom Lehrstuhl für Theoretische Physik haben gemeinsam mit Kollegen aus den USA sogenannte Mikroresonatoren, eine Art Lichtspeicher, so beeinflusst, dass sie extrem kleine Teilchen, etwa aus gefährlichen oder medizinisch relevanten Stoffen, erkennen können.


Mikroresonatoren (Ringe) zum Aufspüren kleinster Teilchen (durchsichtige Kugeln), Nanonadeln (blaue Kugeln) installieren exzeptionellen Punkt, Pfeile geben Richtung an, in der Licht gestreut wird

Bild: W. Chen, Prof. L. Yang, Washington University, St. Louis

Die Forschungsergebnisse wurden soeben in dem renommierten internationalen Fachjournal Nature veröffentlicht.

Sensoren spielen eine große Rolle in unserem Alltag, z. B. als Bewegungsmelder oder Temperatursensoren. Die Sensoren, mit denen sich die Wissenschaftler um Prof. Jan Wiersig beschäftigen, sind mit dem bloßen Auge kaum sichtbar, wie ein Schwimmreifen geformt und in der Lage, Licht in ihrem Inneren einzuschließen.

Das gespeicherte Licht wird mittels feinster Nadeln, sogenannter Nanonadeln, von den Wissenschaftlern in der Frequenz verändert und in einen Zustand versetzt, bei dem das Licht hochsensibel auf äußere Einflüsse reagiert. Wissenschaftler sprechen hier vom „exzeptionellen Punkt“.

Kommen nun kleinste Teilchen, etwa Wirkstoffe eines Medikamentes, in die Nähe des Sensors, verändert sich die Farbe des eingeschlossenen Lichts. Diese Veränderungen sind für das menschliche Auge nicht sichtbar, mit einem Spektrometer aber präzise zu bestimmen.

„Wir freuen uns, dass es uns erstmals gelungen ist, das relativ abstrakte mathematische Konzept ‚exzeptioneller Punkt’ zur Verbesserung von Sensoren zu verwenden“, so der Physiker Prof. Jan Wiersig. „Die Oberflächen dieser extrem sensiblen Sensoren könnten künftig sehr verlässlich und präzise auch winzige Mengen von Fremdstoffen in Flüssigkeiten oder Gasen erkennen.“

Weitere Informationen finden Sie online in der Originalpublikation unter http://link.ovgu.de/naturepaperphysik

Kontakt für die Medien: Prof. Dr. rer. nat. habil. Jan Wiersig, Institut für Theoretische Physik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Tel.: 0391 67-18671, E-Mail: jan.wiersig@ovgu.de

Weitere Informationen:

http://link.ovgu.de/naturepaperphysik

Katharina Vorwerk | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Spin-Strom aus Wärme: Neues Material für höhere Effizienz
20.11.2017 | Universität Bielefeld

nachricht cw-Wert wie ein Lkw: FH Aachen testet Weihnachtsbaum im Windkanal
20.11.2017 | FH Aachen

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: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

500 Kommunikatoren zu Gast in Braunschweig

20.11.2017 | Veranstaltungen

VDI-Expertenforum „Gefährdungsanalyse Trinkwasser"

20.11.2017 | Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Künstliche neuronale Netze: 5-Achs-Fräsbearbeitung lernt, sich selbst zu optimieren

20.11.2017 | Informationstechnologie

Tonmineral bewässert Erdmantel von innen

20.11.2017 | Geowissenschaften

Hemmung von microRNA-29 schützt vor Herzfibrosen

20.11.2017 | Biowissenschaften Chemie