Ein explosives Gemisch aus Nanopartikeln und DNA als Energiequelle für Mikrosysteme

Die DNA-Stränge übernehmen die Rolle der “Mechaniker”, die die verschiedenen Arten der verwendeten Nanopartikeln zusammenfügen. Aufgrund der freiwerdenden Energiemenge und der thermischen Ausgangstemperatur zählt dieser neue Sprengstoff derzeit zu den effizientesten. Er könnte (auch im Weltraum) als Energiequelle für eingebettete Mikrosysteme verwendet werden. Über diese Innovation wurde bereits auf der Website der Zeitschrift Advanced Functional Materials berichtet.

Nanopartikel aus Aluminium und Kupfer-Oxid sind die beiden grundlegenden Bestandteile dieses Verbundwerkstoffes. Die Idee einer Verbindung von Aluminium und Kupfer-Oxid ist nicht neu: Diese beiden Werkstoffe wurden bereits früher zum Schweißen von Schienen verwendet. Die Innovation besteht darin, sie durch DNA-Stränge zu verbinden. Zwei komplementäre DNA-Stränge bilden eine Doppelhelix und somit ein festes Gefüge. Dies haben sich die Forscher zunutze gemacht. Sie brachten die Stränge getrennt auf nanoskopische Aluminium- und Kupferoxidkugeln und vermischten diese dann. So erhielten sie komplementäre Stränge der beiden Arten von Nanopartikeln, wodurch das ursprüngliche Aluminiumpulver und das Kupferoxid in ein kompaktes und solides Material transformiert wurden, das sich entzündet, sobald es sich auf eine Temperatur von 410°C erwärmt (die Temperatur der spontanen Verbrennung ist eine der niedrigsten in der Literatur).

Die hohe Energiedichte dieses Materials wäre ein idealer Brennstoff für Mikro-Satelliten. Ausgestattet mit nur wenigen hundert Gramm dieses Verbundstoffes hätten sie genug Energie, um ihre Flugbahn oder ihre Ausrichtung zu korrigieren.

Auf der Erde sind die Anwendungen dieser Verbindung sehr vielfältig: als Zünder in gasbetriebenen Verbrennungsmotoren oder in Flugzeug- und Raketendüsen, beim gezielten Schweißen, etc. Sobald seine Wärme in elektrische Energie umgewandelt wird, könnte dieses Verbundmaterial auch als Energiequelle in der Mikrosystemtechnik (z. B. als Verschmutzungsdetektoren in der Natur) Anwendung finden.

Quelle: Pressemitteilung des CNRS – 26/10/2011 – http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2330.htm

Redakteur: Charles Collet, charles.collet@diplomatie.gouv.fr

Media Contact

Charles Collet Wissenschaft-Frankreich

Weitere Informationen:

http://www.wissenschaft-frankreich.de

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften

Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung – d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung – von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.

Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Artikel über die Materialentwicklung und deren Anwendungen, sowie über die Struktur und Eigenschaften neuer Werkstoffe.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Verbindung zwischen Darmentzündung und Mikrobiom

Studie des Exzellenzclusters „Precision Medicine in Chronic Inflammation“ klärt die entzündungshemmende Wirkung der von Darmbakterien gebildeten Fettsäure Butyrat auf. Etwa 500 bis 1.000 verschiedene Arten von Bakterien, Pilzen und anderen…

Lebensbedrohlicher Konflikt in der Krebszelle

Die Zellen bestimmter Tumore, der Neuroblastome, teilen sich sehr rasch. Damit handeln sie sich Probleme ein, die für sie tödlich enden können. Eine neue Studie zeigt, wie sie dieses Dilemma…

Mikroplastik in der Antarktis auf der Spur

Mikroplastik findet sich überall, selbst in Gebieten, in denen sich kaum Menschen aufhalten. Woher kommen die winzigen Kunststoffpartikel? Forschende der Universität Basel und des Alfred-Wegener Institutes zeigen, dass nur präzise…

Partner & Förderer