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 Vorstoß ins Innere der Atome
23.02.2018 | Max-Planck-Institut für Quantenoptik

nachricht Quanten-Wiederkehr: Alles wird wieder wie früher
23.02.2018 | Technische Universität Wien

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: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

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

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

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