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 Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle
07.12.2016 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

nachricht Das Universum enthält weniger Materie als gedacht
07.12.2016 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie