Wie "Nature Nanotechnology" berichtet, gelang es Forschern von der Universität Hamburg mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskops die Bewegung von Molekülen, die in anderen größeren Molekülen eingesperrt sind, zu messen und zu kontrollieren. Diese Forschungsergebnisse eröffnen völlig neuartige Wege für die Entwicklung von nanomechanischen Geräten, wie zum Beispiel molekulare Nano-Transporter. Seit der Mensch den ersten Blick in den Nanokosmos warf, stand die Idee im Raum, diese winzige Welt der Atome und Moleküle gezielt zu manipulieren und molekulare Maschinen zu entwickeln, die selbständig beliebige Materialien und komplexe Systeme aus einzelnen Atomen und Molekülen aufbauen können. Den Nanokosmos können die Wissenschaftler inzwischen zwar mit aufwendigen Verfahren und großen Geräten gezielt Atom für Atom kontrollieren, aber molekulare Nano-Maschinen sind noch immer im Bereich der Science-Fiction angesiedelt. Nichtsdestotrotz wird an verschiedenen Antriebssystemen für solche Nano-Maschinen intensiv geforscht. Einen völlig neuen Ansatz eröffnen die Arbeiten der beiden Forscher Dr. Makoto Ashino und Prof. Dr. Roland Wiesendanger von der Universität Hamburg. Zusammen mit einem internationalen Team aus Wissenschaftlern vom Max Planck Institut für Festkörperforschung, der Technischen Universität von Eindhoven, der Universität Nottingham und der Universität Hong Kong fanden die Hamburger Forscher neue Möglichkeiten der Messung der Kräfte, die Moleküle innerhalb von anderen Molekülen bewegen. Für ihre Experimente sperrten die Forscher metallorganische Moleküle in Kohlenstoff-Nanoröhrchen ein. Die dabei entstehende Struktur kann man sich wie eine Erbsenschote vorstellen. Die so vorbereiteten Moleküle innerhalb von Nanoröhrchen wurden auf einer isolierenden Oberfläche platziert und mit Hilfe der berührungslosen Rasterkraftmikroskopie untersucht. Neben der Untersuchung der Oberflächentopographie der "Erbsenschote" ermittelten die Wissenschaftler auch gleichzeitig die Energie, die der vibrierenden Spitze des Rasterkraftmikroskops verloren ging, während sie über die Oberfläche der Struktur bewegt wurde. Dadurch konnten die Hamburger Wissenschaftler erstmalig die Kräfte, die die kleinen metallorganischen Moleküle innerhalb der Kohlenstoff-Nanoröhrchen bewegen, messen und sogar gezielt kontrollieren. Dies stellt einen entscheidenden Durchbruch in der Erforschung von molekularen Maschinen und molekularen Transportern dar, die für die weitere Entwicklung der Nanotechnologie eine hohe Bedeutung haben.
Pionier-Experiment ebnet Weg zu neuer Abbildungsmethode für einzelne Moleküle
Einem internationalen Forschungsteam ist es erstmals gelungen, Röntgenstrahlen für ein bildgebendes Verfahren zu nutzen, das eine besondere Quanteneigenschaft des Lichts ausnutzt. Wie die Forscherinnen und Forscher im Fachjournal „Physical Review Letters“ schreiben, könnte dieses Verfahren ... mehr
Seltene Einblicke in das Wachstum von Nanopartikeln
Wie genau wachsen Nanopartikel in Lösungen? Forscherinnen und Forscher der Universität Hamburg und von DESY konnten diesen Prozess mit DESYs Röntgenlichtquelle PETRA III erstmals in Echtzeit verfolgen. Im Fachblatt „Nature Communications“ berichten sie über ihre Beobachtungen mit Hilfe der ... mehr
Neue Mikroskopie-Technik für die Quantensimulation
Forschende vom Institut für Laserphysik der Universität Hamburg haben eine neue Technik für die Quantengasmikroskopie entwickelt, die nun auch die Abbildung dreidimensionaler Quantensysteme ermöglicht. Im Fachmagazin Nature berichten sie über die neue Methode, mit der sich gänzlich neue Ber ... mehr
Wissenschaftler gewinnen neue Erkenntnisse darüber, wie Gehirnzellen miteinander sprechen
Experten der Universität Nottingham haben herausgefunden, dass die Umkehrung der Veränderung molekularer Botschaften an den Synapsen im menschlichen Gehirn zu reversiblen psychischen Erkrankungen wie Angstzuständen und Gedächtnisstörungen wie Demenz beitragen kann. Die in der Fachzeitschrif ... mehr
Filmpremiere mit Super-Mikroskop und Nanoröhrchen
Atome sind die Bausteine unserer Welt: Dabei ist die Frage, wie sich diese winzigen Teilchen verbinden und voneinander lösen noch nicht vollständig beantwortet. Das Entstehen und Brechen dieser chemischen Verbindungen in Echtzeit festzuhalten, gehörte bislang zu den großen Herausforderungen ... mehr
Täter auf frischer Tat ertappen
Ein Forscherteam unter der Leitung von Professor Xiang David LI vom Fachbereich Chemie der Universität Hongkong (HKU) hat ein neuartiges chemisches Werkzeug entwickelt, mit dem sich aufdecken lässt, wie sich Bakterien an die Wirtsumgebung anpassen und Wirtszellen kontrollieren. Mit diesem W ... mehr
Um schnelle chemische Reaktionen besser zu verstehen und möglicherweise auch zu kontrollieren, muss man das Verhalten der Elektronen möglichst genau studieren – und zwar in Raum und Zeit. Bislang liefern Mikroskopieverfahren aber nur entweder räumlich oder zeitlich scharfe Bilder. Mit einer ... mehr
Auf Zucker öffnet sich eine neue Perspektive. Ein Team um Wissenschaftler der Max-Planck-Institute für Festkörperforschung sowie für Kolloid- und Grenzflächenforschung haben mit einem Rastertunnelmikroskop erstmals abgebildet, wie einzelne Moleküle von Mehrfachzuckern gefaltet sind. Damit s ... mehr
Das Higgs-Teilchen und die Supraleitung
Ohne den Higgs-Mechanismus hätten Teilchen keine Masse. Daher wird das 2012 entdeckte Higgs-Teilchen auch Gottesteilchen genannt. Es entsteht als schwingende Anregung des Higgs-Feldes, das die Welt durchdringt. Interessanterweise zeigt Supraleitung ähnliche Eigenschaften. Ihre quantenmechan ... mehr
Neue Einblicke in polymere Solarzellen
Ein interdisziplinäres Forscherteam von Chemikern, Physikern und Mathematikern der TU Eindhoven und der Universität Ulm hat zum ersten Mal hochauflösende dreidimensionale (3D) Bilder vom Inneren einer polymeren Solarzelle erzeugt. Dies liefert wichtige neue Informationen über die Nanostrukt ... mehr
