Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein explosives Gemisch aus Nanopartikeln und DNA als Energiequelle für Mikrosysteme

08.11.2011
Mit Hilfe eines innovativen Herstellungsverfahrens, bei dem sich Nanopartikel mit DNA-Strängen verbinden, haben Forscher des Labors für Analyse und Systemarchitektur (CNRS Toulouse) in Zusammenarbeit mit dem interuniversitären Forschungszentrum für Werkstofftechnik (Universität Toulouse 3/INP Toulouse/CNRS) einen stabilen Sprengkörper entwickelt, der die gleiche Energiedichte wie Nitroglyzerin aufweist.

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

Charles Collet | Wissenschaft-Frankreich
Weitere Informationen:
http://www.wissenschaft-frankreich.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht TFK entwickelt Herstellungsverfahren für großflächige Metalldrahtnetze zum Einsatz in der Raumfahrt
09.07.2020 | Hochschule Hof - University of Applied Sciences

nachricht Löchrige Graphenbänder mit Stickstoff für Elektronik und Quantencomputing
08.07.2020 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Erkenntnisse über Flüssigkeiten, die ohne Widerstand fließen

Verlustfreie Stromleitung bei Raumtemperatur? Ein Material, das diese Eigenschaft aufweist, also bei Raumtemperatur supraleitend ist, könnte die Energieversorgung revolutionieren. Wissenschaftlern vom Exzellenzcluster „CUI: Advanced Imaging of Matter“ an der Universität Hamburg ist es nun erstmals gelungen, starke Hinweise auf Suprafluidität in einer zweidimensionalen Gaswolke zu beobachten. Sie berichten im renommierten Magazin „Science“ über ihre Experimente, in denen zentrale Aspekte der Supraleitung in einem Modellsystem untersucht werden können.

Es gibt Dinge, die eigentlich nicht passieren sollten. So kann z. B. Wasser nicht durch die Glaswand von einem Glas in ein anderes fließen. Erstaunlicherweise...

Im Focus: The spin state story: Observation of the quantum spin liquid state in novel material

New insight into the spin behavior in an exotic state of matter puts us closer to next-generation spintronic devices

Aside from the deep understanding of the natural world that quantum physics theory offers, scientists worldwide are working tirelessly to bring forth a...

Im Focus: Im Takt der Atome: Göttinger Physiker nutzen Schwingungen von Atomen zur Kontrolle eines Phasenübergangs

Chemische Reaktionen mit kurzen Lichtblitzen filmen und steuern – dieses Ziel liegt dem Forschungsfeld der „Femtochemie“ zugrunde. Mit Hilfe mehrerer aufeinanderfolgender Laserpulse sollen dabei atomare Bindungen punktgenau angeregt und nach Wunsch aufgespalten werden. Bisher konnte dies für ausgewählte Moleküle realisiert werden. Forschern der Universität Göttingen und des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie in Göttingen ist es nun gelungen, dieses Prinzip auf einen Festkörper zu übertragen und dessen Kristallstruktur an der Oberfläche zu kontrollieren. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature erschienen.

Das Team um Jan Gerrit Horstmann und Prof. Dr. Claus Ropers bedampfte hierfür einen Silizium-Kristall mit einer hauchdünnen Lage Indium und kühlte den Kristall...

Im Focus: Neue Methode führt zehnmal schneller zum Corona-Testergebnis

Forschende der Universität Bielefeld stellen beschleunigtes Verfahren vor

Einen Test auf SARS-CoV-2 durchzuführen und auszuwerten dauert aktuell mehr als zwei Stunden – und so kann ein Labor pro Tag nur eine sehr begrenzte Zahl von...

Im Focus: Robuste Materialien in Schwingung versetzt

Kieler Physikteam beobachtet in Echtzeit extrem schnelle elektronische Änderungen in besonderer Materialklasse

In der Physik werden sie zurzeit intensiv erforscht, in der Elektronik könnten sie ganz neue Funktionen ermöglichen: Sogenannte topologische Materialien...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Intensiv- und Notfallmedizin: „Virtueller DIVI-Kongress ist ein Novum für 6.000 Teilnehmer“

08.07.2020 | Veranstaltungen

Größte nationale Tagung für Nuklearmedizin

07.07.2020 | Veranstaltungen

Corona-Apps gegen COVID-19: Nationalakademie Leopoldina veranstaltet internationales virtuelles Podiumsgespräch

07.07.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Erkenntnisse über Flüssigkeiten, die ohne Widerstand fließen

09.07.2020 | Physik Astronomie

Forscher der Universität Bayreuth entdecken außergewöhnliche Regeneration von Nervenzellen

09.07.2020 | Biowissenschaften Chemie

Selbstadaptive Systeme: KI übernimmt Arbeit von Software-Ingenieuren

09.07.2020 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics