Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Winzige Teilchen bringen Rostocker Chemikern großen Erfolg

21.02.2014
Institut nutzt gigantisches Mikroskop in Grenoble

Rostocker Forschern ist es unter Leitung des Physikochemikers Professor Joachim Wagner erstmals gelungen, die Bewegung winziger, stäbchenförmiger Partikel aus Eisenoxid in Wasser richtungsabhängig zu untersuchen.



Das Verständnis der Bewegung ist wichtig für biologische Prozesse in der Zelle oder für das Verhalten von Flüssigkristallen, die in Bildschirmen benutzt werden.

Im Institut für Chemie werden definierte, stäbchenförmige Partikel aus Hämatit, das ist eine Form von Eisenoxid, hergestellt, die mit einer Größe von einem Zehntausendstel Millimeter so klein sind, dass sie mit einem Mikroskop nicht beobachtet werden können, sich aber dennoch in Magnetfeldern ausrichten. Nur mit einem Elektronenmikroskop kann man derart kleine Partikel direkt abbilden, jedoch nur im eingetrockneten Zustand.

„Weil die Teilchen so winzig sind, setzen sie sich nicht in Wasser ab, sondern vollziehen dort eine vollkommen zufällige, Brownsche Bewegung“, beschreibt Wagner. Der Botaniker Robert Brown hat dieses Phänomen bereits 1827 anhand der unregelmäßigen Bewegung von Pollen in einem Wassertropfen mit einem Lichtmikroskop beobachten können. Um die Bewegung der deutlich kleineren Eisenoxid-Stäbchen nachzuweisen, nutzten Forscher von der Universität Rostock und vom Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg nun ein gigantisches Mikroskop: die europäische Synchrotronstrahlungsquelle ESRF in Grenoble (Frankreich).

Dort erzeugen Elektronen, die nahezu mit Lichtgeschwindigkeit – etwa 300 000 km/s – einen Ring mit 844 m Umfang durchlaufen, hochintensive Röntgenstrahlung. Übrigens: Das Rostocker Institut nutzt für seine Experimente Großforschungseinrichtungen im In- und Ausland.

Diese Synchrotronstrahlung ermöglichte es den Wissenschaftlern nachzuweisen, dass die ausgerichteten Stäbchen sich wie erwartet in Längsrichtung schneller bewegen als senkrecht dazu. Die Bewegung in Längsrichtung ist sogar deutlich schneller als bisher theoretisch vorhergesagt. Neue theoretische Rechnungen, die die Form der Partikel genauer berücksichtigen, bestätigen inzwischen die Ergebnisse des Versuchs. „Will man biologische Prozesse verstehen, muss man wissen, wie sich Proteine in wässrigen Systemen bewegen“, sagt Prof. Wagner.

Die in einer international renommierten Fachzeitschrift publizierten Erkenntnisse der Rostocker Chemiker hat das Direktorium der ESRF als „Scientific Highlight“ des Jahres 2013 in den kürzlich erschienenen Jahresbericht aufgenommen. „Das ist ein schöner Erfolg, wenn man bedenkt, wie schwierig es ist, Messzeit an der ESRF zu bekommen“, freut sich Prof. Wagner. „Das muss wissenschaftlich gut begründet sein“.

Noch handelt es sich hier um reine Grundlagenforschung. Die Eisenoxid-Stäbchen, die sich in einem Magnetfeld ausrichten, können jedoch als Modellsystem für Proteine oder Flüssigkristalle angesehen werden. Wenn man versteht, wie sich Moleküle oder winzige Partikel richtungsabhängig in magnetischen oder elektrischen Feldern bewegen, kann man gezielt technische Anwendungen wie z. B. Flüssigkristalle enthaltende LCD-Displays optimieren oder gar solche Partikel für die Realisierung von Nanomaschinen nutzen. „Unsere heutigen technischen Innovationen fußen oft auf der Grundlagenforschung unserer Vorfahren. Gerade Investitionen in die Grundlagenforschung sind daher das Fundament für künftige Innovationsfähigkeit“, sagt Professor Wagner.

Universität Rostock
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Chemie
Prof. Dr. Joachim Wagner
T: 0381 498 6512
Mail: joachim.wagner@uni-rostock.de

Ingrid Rieck | Universität Rostock
Weitere Informationen:
http://www.uni-rostock.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor
23.02.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Kühler Zwerg und die sieben Planeten
23.02.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie