Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Nanopartikel dünne Fullerenschichten durchdringen

07.04.2010
Physiker finden wichtigen Mechanismus für den Zerfall von Nanokomposite - Veröffentlichung in "Nature Nanotechnologie"

Einer Kooperation von Forschern der Universitäten Freiburg und Dortmund sowie des Freiburger Fraunhofer Instituts für Werkstoffmechanik ist es gelungen, in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift "Nature Nanotechnology" einen Beitrag zu platzieren. Der Artikel fasst ihre Arbeiten zu den Eigenschaften von kleinsten Metall-Nanopartikeln zusammen.

Die Physiker haben die Partikel auf einen Film aus kugelförmigen C60-Kohlenstoffmolekülen aufgebracht und festgestellt, dass diese bei Raumtemperatur einen einlagigen Film durchdringen können, einen zweilagigen Film jedoch nicht. Auf Basis dieser Ergebnisse könnte zum Beispiel in der molekularen Elektronik gezielt die Kontaktfähigkeit von Metall-Nanopartikeln durch zu durchdringende beziehungsweise isolierende Filmdicken gesteuert werden.

Nanopartikel haben häufig andere Eigenschaften als größere Stücke des gleichen Materials. Durch Wahl der Größe und Zusammensetzung der Nanopartikel lassen sich so chemische, optische oder magnetische Eigenschaften "maßschneidern", die bei keinem Festkörpermaterial gegeben sind. Um aber die vielversprechenden Möglichkeiten von Nanopartikeln in der chemischen Katalyse, der magnetischen Speichertechnologie oder der Optoelektronik auch verwirklichen zu können, müssen die Nanopartikel auf Oberflächen oder in Matritzen fixiert werden. Hierbei kommt es zu Wechselwirkungen zwischen Nanopartikel und der Oberfläche oder der Matrix, die schlimmstenfalls die besonderen Eigenschaften der Partikel wieder zerstören. Es gilt also, Techniken zu entwickeln, mit denen sich Nanopartikel "schonend", aber sicher fixieren lassen. Die Wissenschaftler haben nun nicht nur eine Möglichkeit aufgezeigt, wie man Nanopartikel auf einer Oberfläche fixieren kann, ohne ihre geometrische Struktur zu verändern, sondern vor allem haben sie auch den unter bestimmten Umständen auftretenden Zerfallsprozeß der Nanopartikel genau charakterisiert.

Sie konnten zeigen, dass eine Doppelschicht Fulleren auf einer Metalloberfläche ein ideales Substrat für die Fixierung von Nanopartikeln darstellt. So behielten die Partikel selbst bei Raumtemperatur, eine sehr hohe Temperatur für Vorgänge auf der Nanoskala, über Tage hinweg ihre Größe und Form. Auf der einfachen Fullerenschicht dagegen schrumpften die Partikel sehr schnell und verschwanden innerhalb von Stunden, was mithilfe von Simulationen auf die temporäre Ausbildung eines Kontakts zwischen Nanopartikel und Oberfläche durch die Fullerenschicht hindurch zurückgeführt werden konnte. Aufgrund dieser Erkenntnisse läßt sich nun die Stabilität von Nanopartikeln deutlich besser verstehen als zuvor, womit ein wichtiger Schritt in Richtung der technische Anwendung maßgeschneiderter Nanosysteme getan wurde.

Veröffentlichung:
Penetration of thin C60 films by metal nanoparticles
Stefanie Duffe, Niklas Grönhagen, Lukas Patryarcha, Benedikt Sieben, Chunrong Yin, Bernd von Issendorff, Michael Moseler & Heinz Hövel
Nature Nanotec.
Published online: 04. April. 2010, doi:10.1038/nnano.2010.45
Kontakt:
Apl. Prof. Dr. Bernd v. Issendorff
Physikalisches Institut
Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-5726
Fax: 0761/203-5955
E-Mail: bernd.von.issendorff@uni-freiburg.de
Prof. Dr. Michael Moseler
Physikalisches Institut
Universität Freiburg sowie
Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik IWM
Tel.: 0761/5142-332
Fax: 0761/5142-491
E-Mail: michael.moseler@iwm.fhg.de

Rudolf-Werner Dreier | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Astrophysik

nachricht Individualisierte Faserkomponenten für den Weltmarkt
22.06.2017 | Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften