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Das Molekül mit den vielen Eigenschaften

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Hydrogele sind den meisten schon einmal begegnet: In natürlicher Form als Qualle am Strand oder als synthetische Flüssigkeitsspeicher in Babywindeln. Diese Netzwerke aus natürlichem Material oder Kunststoffen zeichnen sich durch eine hohe Elastizität aus und sind mit Wasser gequollen. Gele können sehr klein sein: Mikrogele messen teilweise nur 100 Nanometer. In diesem Maßstab reagieren die weichen, vernetzten Polymerteilchen besonders schnell.

Mikrogele lassen sich mit spezifischen Funktionen ausstatten und können Schadstoffe aufnehmen oder Wirkstoffe gezielt freisetzen. Auf einer entsprechenden Struktur aufgebracht machen sie sich als Membranfilter nützlich oder fungieren als Sensor. Dieses Potenzial im Nanomaßstab auszuschöpfen, stellt für die Wissenschaft eine große Herausforderung dar, denn die Entwicklung interaktiver und „intelligenter“ Systeme, wie sie für lebende Organismen charakteristisch sind, können bisher synthetisch nicht erreicht werden. „In unserem interdisziplinären Forschungsverbund wollen wir solche natürlichen Strukturen nachbauen und in entsprechende Systeme einbetten“, erläutert Univ.-Prof. Dr. rer.nat. Walter Richtering.

Interdisziplinäre Teams

Prof. Richtering, Leiter des Instituts für Physikalische Chemie, ist Sprecher des Sonderforschungsbereichs (SFB) „Funktionelle Mikrogele und Mikrogelsysteme“. In diesem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) seit Juli 2012 geförderten Projekt arbeiten Vertreter der Natur- und Ingenieurwissenschaften gemeinsam. Die Interdisziplinarität gehört zwar zu den Grundvoraussetzungen eines SFB, doch Prof. Richtering war es wichtig, dies zusätzlich in der Struktur zu verankern: „Die Wissenschaftler sollen nicht parallel, sondern täglich gemeinsam arbeiten, daher haben wir alle Projektteams fächerübergreifend besetzt.“ Auf diese Weise werden zum Beispiel Physiker und Verfahrenstechniker oder Chemiker und Mediziner eine Themenstellung bearbeiten. Spezielle technische Lösungen, wie ein eigens eingerichteter SharePoint und ein virtuelles Proben- und Datenmanagement, ermöglichen allen den Zugriff sowie den standortunabhängigen Austausch. „Wir werden dazulernen und uns mit der Sprache der anderen Disziplinen auseinandersetzen müssen“, sagt Prof. Richtering.

„Doch das ist machbar, schließlich gehört die enge und erfolgreiche Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren zu den besonderen Merkmalen der RWTH. Dazu können wir auf die Kompetenzen des An-Instituts DWI-Interactive Materials Research zurückgreifen und kooperieren mit dem Forschungszentrum Jülich.“

Thomas von Salzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.rwth-aachen.de/go/id/ckuj

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Im Focus: Wie Graphen-Nanostrukturen magnetisch werden

Graphen, eine zweidimensionale Struktur aus Kohlenstoff, ist ein Material mit hervorragenden mechanischen, elektronischen und optischen Eigenschaften. Doch für magnetische Anwendungen schien es bislang nicht nutzbar. Forschern der Empa ist es gemeinsam mit internationalen Partnern nun gelungen, ein in den 1970er Jahren vorhergesagtes Molekül zu synthetisieren, welches beweist, dass Graphen-Nanostrukturen in ganz bestimmten Formen magnetische Eigenschaften aufweisen, die künftige spintronische Anwendungen erlauben könnten. Die Ergebnisse sind eben im renommierten Fachmagazin Nature Nanotechnology erschienen.

Graphen-Nanostrukturen (auch Nanographene genannt) können, je nach Form und Ausrichtung der Ränder, ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen - zum Beispiel...

Im Focus: How to induce magnetism in graphene

Graphene, a two-dimensional structure made of carbon, is a material with excellent mechanical, electronic and optical properties. However, it did not seem suitable for magnetic applications. Together with international partners, Empa researchers have now succeeded in synthesizing a unique nanographene predicted in the 1970s, which conclusively demonstrates that carbon in very specific forms has magnetic properties that could permit future spintronic applications. The results have just been published in the renowned journal Nature Nanotechnology.

Depending on the shape and orientation of their edges, graphene nanostructures (also known as nanographenes) can have very different properties – for example,...

Im Focus: Geminiden - Die Wünsch-dir-was-Sternschnuppen vor Weihnachten

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde (VdS) und des Hauses der Astronomie in Heidelberg - Die Geminiden, die Mitte Dezember zu sehen sind, sind der "zuverlässigste" der großen Sternschnuppen-Ströme mit bis zu 120 Sternschnuppen pro Stunde. Leider stört in diesem Jahr der Mond zur besten Beobachtungszeit.

Sie wurden nach dem Sternbild Zwillinge benannt: Die „Geminiden“ sorgen Mitte Dezember immer für ein schönes Sternschnuppenschauspiel. In diesem Jahr sind die...

Im Focus: Electronic map reveals 'rules of the road' in superconductor

Band structure map exposes iron selenide's enigmatic electronic signature

Using a clever technique that causes unruly crystals of iron selenide to snap into alignment, Rice University physicists have drawn a detailed map that reveals...

Im Focus: Das 136 Millionen Atom-Modell: Wissenschaftler simulieren Photosynthese

Die Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie ist für das Leben unerlässlich. In einer der größten Simulationen eines Biosystems weltweit haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diesen komplexen Prozess an einem Bestandteil eines Bakteriums nachgeahmt – am Computer, Atom um Atom. Die Arbeit, die jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Cell“ veröffentlicht wurde, ist ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Photosynthese in einigen biologischen Strukturen. An der internationalen Forschungskooperation unter Leitung der University of Illinois war auch ein Team der Jacobs University Bremen beteiligt.

Das Projekt geht zurück auf eine Initiative des inzwischen verstorbenen, deutsch-US-amerikanischen Physikprofessors Klaus Schulten von der University of...