Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mikrolinsensysteme nach dem Vorbild der Natur

06.03.2012
Universität Konstanz, Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung und zwei koreanische Institute entwickeln natürliches Verfahren zur Herstellung von Mikrolinsenarrays

Auf natürlichem Wege und mit bemerkenswert einfachen Mitteln hochkomplexe Mikrolinsenarrays entwerfen: Chemiker der Universität Konstanz und des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung haben ein Verfahren entwickelt, das die Herstellung von Mikrolinsensystemen wesentlich vereinfacht.

Auf Grundlage von Kalziumkarbonat (Kalk) erzeugen die Forscher natürlich gewachsene Oberflächenschichten mit einer regelmäßigen Anordnung von mikrometergroßen, halbkugelförmigen Kalklinsen. Bislang konnten Mikrolinsenarrays nur mit einem aufwändigen lithografischen Verfahren auf Kunststoffbasis hergestellt werden. Die Entwicklung der neuen Herstellungsmethode fand in Zusammenarbeit mit dem Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources sowie mit der südkoreanischen Universität KAIST statt.

Für die Herstellung der optisch vollfunktionalen Mikrolinsenoberflächen benötigen die Forscher ausschließlich eine Kalklösung, Kohlendioxid aus der Luft sowie ein breit verfügbares Tensid (ein Seifenmolekül), das die Bildung der Mikrolinsenstruktur reguliert. Das Verfahren ist somit bedeutend kostengünstiger und wesentlich einfacher als bestehende Herstellungsmethoden. „Das Bemerkenswerte ist, dass diese Strukturbildung von alleine in Wasser bei Raumtemperatur stattfindet – also ganz nach dem Vorbild der Natur. Das ist ein Beispiel für den erfolgreichen Einsatz biologischer Prinzipien für die Herstellung hochwertiger optischer Elemente ganz ohne Einsatz von Energie oder giftiger Chemikalien“, fasst der Konstanzer Chemiker Prof. Dr. Helmut Cölfen die Vorzüge zusammen. Das neue Verfahren, in dem die Mikrolinsensysteme auf natürlichem Wege gleichmäßig „wachsen“, wurde nach einem Vorbild aus der Tierwelt entwickelt: Der sogenannte Schlangenstern, ein Verwandter des Seesterns, nutzt eine Kalklinsen-Oberfläche auf seiner Haut, um den Lichtverhältnissen entsprechend seine Farbe zu wechseln.

Ein Mikrolinsenarray ist ein optisches Feld, auf dem eine große Anzahl von mikrometergroßen Miniaturlinsen dicht an dicht angesiedelt ist. Mikrolinsenarrays werden eingesetzt, um optische Systeme zu verkleinern, um Licht auf den millionstel Meter genau zu fokussieren und um mit sehr kleinen Wellenlängen zu arbeiten. Ihren Einsatz finden Mikrolinsensysteme unter anderem bei Kameras von Mobiltelefonen, aber auch in der Medizintechnik. Das neue Verfahren eignet sich ebenfalls dazu, Antireflexbeschichtungen zu erzeugen, wie man sie etwa von entspiegelten Brillengläsern kennt. Weitere Vorteile der neuen Methode sind zudem, dass mit den Kalklinsensystemen kürzere Brennweiten als mit den bisherigen Kunststofflinsenarrays geschaffen werden können und dass die Mikrolinsensysteme durch einfaches Eintauchen auf andere Oberflächen übertragen werden können. Darüber hinaus ist eine Ansiedlung von lebenden Zellen auf den Mikrolinsen möglich, was zukünftige Zellbiologieforschung kombiniert mit Optik erlaubt.

„Hervorstechend ist, wie einfach der Herstellungsprozess abläuft: Es sind alles gängige, biokompatible Materialien, eine Energiezufuhr ist nicht nötig, die Reaktion findet bei Raumtemperatur in Wasser statt – nach einem Prinzip, das die Natur bei Biomineralien verwendet“, erklärt Helmut Cölfen. „Was das Verfahren abseits aller technischen Vorzüge für den Wissenschaftler hochinteressant macht, ist jedoch vor allem der verblüffende Umstand, dass man solch hochkomplexe Strukturen wie ein Mikrolinsenarray mit relativ einfachen Molekülen bauen kann“, zeigt Cölfen weitere Perspektiven für die Wissenschaft auf.

Hinweis an die Redaktionen:
Ein Foto kann im Folgenden heruntergeladen werden:
http://www.pi.uni-konstanz.de/2012/031.jpg
„Mikrolinsenarray aus Kalk“
Foto: Kyu-Bock Lee, Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung.
Kontakt:
Universität Konstanz
Kommunikation und Marketing
Telefon: 07531 / 88-3603
E-Mail: kum@uni-konstanz.de
Prof. Dr. Helmut Cölfen
Universität Konstanz
Physikalische Chemie
Universitätsstraße 10
78464 Konstanz
Telefon: 07531 / 88-4063
E-Mail: Helmut.Coelfen@uni-konstanz.de

Julia Wandt | idw
Weitere Informationen:
http://cms.uni-konstanz.de/coelfen
http://www.uni-konstanz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neuartige Halbleiter-Membran-Laser
22.03.2017 | Universität Stuttgart

nachricht Seltene Erden: Wasserabweisend erst durch Altern
22.03.2017 | Universität Basel

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: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen