Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit Nanomembranen Moleküle aus Wasser oder Luft sieben

30.08.2017

Bielefelder Physiker produzieren und erforschen ultradünne Schichten

Freitragende und Millionstel-Millimeter dünne Membranen aus Kohlenstoff: Sie sind ein Spezialgebiet von Professor Dr. Armin Gölzhäuser von der Universität Bielefeld und seiner Forschungsgruppe. Die Nanomembranen können als ultrafeiner Filter und als Schutzschicht dienen. Die Bielefelder Physikerinnen und Physiker haben mehrere Patente zur Herstellung solcher Molekülschichten. In ihrer Forschung analysieren sie, welche Eigenschaften die Nanomembranen haben – als Grundlage für ihre künftige Anwendung.


Prof. Dr. Armin Gölzhäuser stellt in „research_tv“ seine Forschung zu Nanomembranen vor.

Foto: Universität Bielefeld

In einem neuem „research_tv“-Beitrag der Universität Bielefeld erklärt Armin Gölzhäuser, was die Membranen zu Multitalenten macht, und er schätzt ein, welche Bedeutung sie künftig für die Reinigung von Wasser erlangen könnten.

Werden sie als Wasserfilter eingesetzt, lassen die Kohlenstoff-Nanomembranen nur Wassermoleküle durch und halten andere Moleküle heraus. Als Luftfilter könnten die Membranen zum Beispiel Kohlendioxid aus Autoabgasen entfernen. „Bisher ist allerdings weitgehend unklar, was passiert, wenn ein Molekül durch solch ein Sieb wandert“, sagt Gölzhäuser. „Wir untersuchen daher zum Beispiel: Berührt es die Membran, bleibt es dort haften oder fliegt es direkt durch die Poren der Membran hindurch?“

Mit den Erkenntnissen dieser Forschung können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Herstellungsverfahren verändern, um die Nanomembranen dem jeweiligen Zweck anzupassen – für jeden Einsatz die passende Nanomembran. „Wir können die Durchlässigkeit der Membranen für verschiedene Stoffe verändern, ebenso ihre Leitfähigkeit, Elastizität, Dichte und Dicke.“

Das Herstellungsverfahren haben Mitarbeiter aus Gölzhäusers Gruppe entwickelt: Dafür tauchen die Forscher einen Festkörper – zum Beispiel eine Goldoberfläche – in eine Flüssigkeit mit organischen Molekülen. Auf dem Festkörper lagern sich die Moleküle in einer dünnen Schicht ab, die dann mit Elektronen bestrahlt wird. Dadurch lösen sie eine kontrollierte chemische Reaktion aus: eine Quervernetzung – die Moleküle verbinden sich untereinander, die Nanomembran entsteht. Der schwierigste Schritt folgt aber noch. Sie muss von der tragenden Schicht abgelöst werden. „Dazu bringen wir eine sogenannte Transferschicht ein, mit der sich die Kohlenstoff-Nanomembran abtrennen lässt“, sagt Gölzhäuser.

Nanomembranen eignen sich nicht nur zum Filtern. Gölzhäusers Gruppe kann einlagige Membranen auch als undurchlässige Schutzschicht produzieren. Denkbar wäre ihr Einsatz in der Mikroelektronik. „Dort sind die Bauteile so klein, dass sie kaum mit Lacken überzogen werden können. Die Nanomembranen sind aber so dünn, dass sie sich darüber legen.“

Kontakt:
Prof. Dr. Armin Gölzhäuser, Universität Bielefeld
Fakultät für Physik
Telefon: 0521 106 5362
E-Mail: goelzhaeuser@physik.uni-bielefeld.de

Weitere Informationen:

Beitrag bei research_tv („Kohlenstoff-Nanomembranen. Ein Sieb für Moleküle“)

https://www.youtube.com/watch?v=TJi8v_RjrxI

http://ekvv.uni-bielefeld.de/blog/pressemitteilungen/entry/ultrad%C3%BCnne_membr... „Ultradünne Membranen aus Graphen“ (Pressemitteilung vom 27.09.2016)
https://www.physik.uni-bielefeld.de/pss Arbeitsgruppe Prof. Gölzhäuser
http://www.uni-bielefeld.de/research-tv/filme.html Übersicht der research_tv-Wissenschaftsvideos

Jörg Heeren | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas
19.09.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern
15.09.2017 | Max-Planck-Institut für Quantenoptik

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: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik