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 Heiß & kalt – Gegensätze ziehen sich an
25.04.2017 | Universität Wien

nachricht Astronomen-Team findet Himmelskörper mit „Schmauchspuren“
25.04.2017 | 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: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik

Digitalisierung bringt Produktion zurück an den Standort Deutschland

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen