Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stromproduzenten im Nanometerbereich

12.12.2008
Winzige Antennen, die Licht sammeln und in Strom umwandeln, wollen Chemiker und Physiker der Uni Würzburg herstellen. Die Volkswagen-Stiftung unterstützt das Vorhaben mit mehr als einer halben Million Euro und gibt damit den Startschuss für das erste durch Drittmittel geförderte Gemeinschaftsprojekt des Wilhelm-Conrad-Röntgen-Forschungszentrums.

Radioantennen - diese langen, dünnen Stangen aus Metall, die jeder von seinem Küchenradio kennt - sammeln elektromagnetische Radiowellen aus der Umgebung ein, wandeln sie um in elektrische Spannung, verstärken diese und machen so das Signal, das ein Sender ausstrahlt, hörbar.

Das gleiche Prinzip wollen jetzt der Chemiker Professor Frank Würthner und der Physiker Professor Bert Hecht nutzen, um aus Licht Strom zu produzieren - allerdings in deutlich kleinerem Maßstab. Ihre Antenne soll gerade mal 100 Nanometer lang und 20 Nanometer dick sein. Ein Nanometer, das ist der millionste Teil eines Millimeters.

"Unsere Antennen bestehen aus zwei nanometergroßen Goldstäbchen, deren Enden sich fast berühren", erklärt Bert Hecht, Professor am Lehrstuhl für Experimentelle Physik 5 der Universität Würzburg. Zwischen diese Enden platzieren die Wissenschaftler Farbstoffdyaden-Moleküle, die besondere Eigenschaften besitzen: "Diese Moleküle können an Gold andocken und unter Beleuchtung Ladungen trennen, indem ihre Untereinheiten Elektronen abgeben, beziehungsweise aufnehmen", sagt Frank Würthner, Inhaber des Lehrstuhls für Organische Chemie 2. Oder, vereinfacht formuliert: Die Moleküle produzieren Strom, wenn sie von Licht angeregt werden und zuvor auf entsprechenden Elektroden platziert wurden.

Fachwissen aus verschiedenen Fakultäten

Der komplexe Aufbau der Nano-Antennen ist verantwortlich dafür, dass Physiker und Chemiker gemeinsam daran arbeiten: "Wir Physiker wissen, wie man die Goldstäbchen dimensionieren und zu Antenne anordnen muss. Und die Chemiker besitzen das Know-how, die Stäbchen wachsen zu lassen und geeignete Moleküle zu synthetisieren", sagt Hecht. Wenn alles wie geplant funktioniert, haben Hecht und Würthner am Ende eine winzig kleine Photovoltaikanlage gebaut, die allerdings extrem effizient arbeitet. Die Antenne sammelt Licht aus einem - bezogen auf ihre Fläche - relativ großen Bereich ein und konzentriert es auf wenige Moleküle, die daraus dann Strom produzieren.

Langfristiges Ziel soll es sein, viele Nano-Antennen auf einem Gitter anzuordnen. Damit ließe sich dann beispielsweise Licht eines bestimmten Wellenlängenbereichs sammeln - so, wie die Radioantenne ebenfalls nur die Radiowellen einer bestimmten Frequenz aufgreift. "Man bekäme eine Solarzelle mit steuerbarer Wellenlängenempfindlichkeit", sagt Hecht. Bis dahin wird allerdings noch einige Zeit vergehen. Jetzt wollen die Wissenschaftler erst einmal zeigen, dass das Konzept in der Realität funktioniert.

Neue Materialien mit speziellen Eigenschaften

Dieses "Ausprobieren" unterstützt die Volkswagen-Stiftung in den kommenden drei Jahren mit 569.000 Euro. Damit gibt sie den Startschuss für das erste Forschungsprojekt am neu gegründeten "Wilhelm-Conrad-Röntgen-Forschungszentrum für komplexe Materialsysteme" der Universität Würzburg. In diesem Zentrum sollen neue Materialien mit speziell angepassten Eigenschaften entwickelt werden, die als Grundstoff für neuartige Bauelemente für die Informations-, Energie- und Medizintechnik dienen können. Dafür arbeiten Wissenschaftler aus den Fakultäten für Physik, Chemie und Biologie zusammen.

Erst vor wenigen Wochen hatte der Bayerische Landtags angekündigt, das Zentrum ebenfalls mit 650.000 Euro jährlich zu unterstützen. Dieses Geld soll in erster Linie in die Geräteausstattung fließen.

Kontakt:
Professor Bert Hecht, T: (0931) 31-85863, E-Mail: hecht@physik.uni-wuerzburg.de
Professor Frank Würthner, T: (0931) 888-5340, E-Mail: wuerthner@chemie.uni-wuerzburg.de

Gunnar Bartsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Schnell wachsende Galaxien könnten kosmisches Rätsel lösen – zeigen früheste Verschmelzung
26.05.2017 | Max-Planck-Institut für Astronomie

nachricht 3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind
24.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

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: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften