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 Speicherdauer von Qubits für Quantencomputer weiter verbessert
09.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Elektronenautobahn im Kristall
09.12.2016 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie