idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
idw - Informationsdienst
Wissenschaft
Wissenschaftlern des Nationalen Forschungsschwerpunkts Nanowissenschaften am Swiss Nanoscience Institute (SNI) ist ein weiterer wichtiger Schritt bei der Entwicklung funktionaler, adressierbarer supramolekularer Strukturen gelungen. Forschende der Universität Basel, des Paul Scherrer Instituts (Villigen) und der ETH Zürich haben eine Oberfläche mit Millionen von nanometergrossen Schaltern geschaffen. Diese Schalter aus Porphyrin-Molekülen lassen sich mit Hilfe eines Rastertunnel-Mikroskops einzeln aktivieren. Die Arbeit wird heute im renommierten internationalen Wissenschaftsjournal "Angewandte Chemie" (International Edition) veröffentlicht. können so als supramolekulare Schalter dienen.
Bei den Untersuchungen hat das Team um François Diederich, Hannes Spillmann und Thomas Jung zunächst Versuchsbedingungen geschaffen, damit sich Porphyrin-Moleküle selbst zu einem Netzwerk anordnen. Dabei bilden sich Poren aus jeweils sechs Molekülen. Weitere Porphyrin-Moleküle ordnen sich auf diesen Poren an. Je nach Temperatur verhalten sich die aufliegenden Porphyrine recht unterschiedlich. Bei 110 K (-160°C) befinden sie sich in einer von drei deutlich unterscheidbaren Positionen. Wird die Temperatur erhöht, springen sie zufällig zwischen diesen drei Positionen hin und her. Bei Raumtemperatur geschieht dies so schnell, dass sie frei zu rotieren scheinen. Bei Temperaturen unter -160°C lassen sich die Moleküle mit Hilfe eines Rastertunnel-Mikroskops ganz gezielt in eine andere Position bringen und können so als supramolekulare Schalter dienen.
Den Wissenschaftlern geht es bei ihren Untersuchungen vor allem darum, die Prinzipien der Selbstorganisation von Molekülen auf verschiedene adressierbare supramolekulare Strukturen zu erweitern und damit Grundlagen für technische Anwendungen zu erarbeiten. Ihre Forschung basiert auf Arbeiten von Prof. Jean-Marie Lehn, der in den 1980er-Jahren die ersten supramolekularen Strukturen herstellte und dafür 1987 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde.
Die Forscherteams aus Basel, Villigen und Zürich haben mit ihren Arbeiten eine gut definierte Anordnung supramolekularer Strukturen geschaffen, die sich individuell ansprechen lassen. Sie haben damit einen weiteren Grundstein gelegt, um technische Funktionen wie Datenspeicher durch schnelle und kostengünstige Selbstorganisation von Molekülen zu kreieren. Die hier gezeigten Strukturen sind bereits völlig wasserfrei und eignen sich daher besonders für technische Anwendungen.
Die Wissenschaftler des SNI haben bereits andere supramolekulare Strukturen vorgestellt. So veröffentlichten sie kürzlich Publikationen über winzige Porphyrin-Zahnräder in einem Perylen-Netzwerk und über ein Porphyrin-Netzwerk, das mit Kohlenstoff-Fussballmolekülen verschiedener Grösse interagiert. "Alle diese Arbeiten tragen dazu bei, in Zukunft Datenspeicher, optische, chemische und logische Schalt-elemente an Oberflächen kostengünstig in kleinsten Dimensionen herzustellen", kommentiert Thomas Jung die Arbeiten seines Teams.
Das SNI geht aus dem Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) Nanowissenschaften hervor und bildet einen universitären Forschungsschwerpunkt an der Universität Basel. Im SNI wird grundlagenwissenschaftliche mit anwendungsorientierter Forschung verknüpft. Innerhalb verschiedener Projekte beschäftigen sich die Forschenden mit Strukturen im Nanometerbereich. Sie möchten Impulse für Lebenswissen-schaften, Nachhaltigkeit, Informations- und Kommunikationstechnologie geben. Die Universität Basel fungiert als Leading House und koordiniert das NFS-Netzwerk aus Hochschul- und Forschungsinstituten und Industriepartnern, das vom Schweizerischen Nationalfonds im Auftrag des Bundes durchgeführt wird, sowie das vom Kanton Aargau finanzierte Argovia-Netzwerk. Mit Gründung des SNI sicherte sich die Universität Basel ihre international anerkannte Stellung als Exzellenzzentrum für Nanowissenschaften.
Weitere Auskünfte:
Dr. Thomas Jung, Paul Scherrer Institut, Tel. 056 310 45 18 / 061 267 36 65, E-Mail: thomas.jung@psi.ch, über Pfingsten per SMS zu erreichen: 0041 79 5341449
Nikolai Wintjes, Universität Basel, Tel. 061 267 36 65, E-Mail: n.wintjes@unibas.ch
Prof. Dr. Francois Diederich, ETH Zürich, Tel. 061 267 37 59, E-Mail: diederich@org.chem.ethz.ch
http://www.nccr-nano.org/nccr Swiss Nanoscience Institute
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Informationstechnik, Mathematik, Physik / Astronomie, Werkstoffwissenschaften
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.
Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).
Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.
Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).
Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).
