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 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