Forschung

Selbstorganisierte Superstruktur

25.03.2020 - Kontrolle über die Größe von Molekül-Superstrukturen auf Oberflächen.

Die meisten technischen Geräte werden von Menschen oder Maschinen aus einzelnen Komponenten Stück für Stück nach einem Bauplan zusammen­gesetzt. Lebende Organismen hingegen basieren auf einem anderen Konzept, Moleküle ordnen sich selbständig zu größeren Einheiten an. Ein einfaches Beispiel für diese molekulare Selbst­organisation ist das Wachsen nahezu perfekter Kristalle aus Zucker- oder Salzmolekülen, die sich ziellos in einer Lösung bewegen. Um die Bildung makroskopischer Strukturen aus Molekülen besser zu verstehen, hat ein Forschungs­team aus der Experi­mentellen und Angewandten Physik sowie der Organischen Chemie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel derartige Prozesse mit maßge­schneiderten Molekülen nachgeahmt. Die Forscher konnten verschiedene Muster von Molekülen unter­schiedlicher Größe herstellen, darunter regelrechte Super­strukturen.

Die Forscher brachten dreieckige Moleküle (Methyl­trioxatriangu­lenium) auf Gold- und Silber­oberflächen auf und untersuchten mit einem Rastertunnel­mikroskop die sich bildenden wabenförmigen Molekül­anordnungen. Sie bestehen aus regelmäßigen Mustern, deren Größe die Wissenschaftler steuern konnten. „Unsere größten Muster enthalten Unter­einheiten mit je 3.000 Molekülen – das sind etwa zehnmal mehr als bisher berichtet wurde“, sagt Manuel Gruber vom Institut für Experi­mentelle und Angewandte Physik.

Das Forschungs­team entwickelte außerdem ein Modell der Kräfte zwischen den Molekülen, die die Struktur­bildung bestimmen. „Das Besondere an unseren Ergebnissen ist, dass wir die unerwartet großen Strukturen erklären, vorhersagen und nun auch gezielt erzeugen können", so Gruber weiter. „Das ist nützlich für nano­technologische Anwendungen wie die Funk­tionalisierung von Oberflächen.“ 

Die Arbeit wurde gefördert von der Deutschen Forschungs­gemeinschaft DFG im Rahmen des Kieler Sonder­forschungsbereichs 677 „Funktion durch Schalten“ und des DFG-Schwerpunkt­programms 1928 „Koordinations­netzwerke als Bausteine für Funktions­systeme“. 

CAU Kiel / JOL

Weitere Infos

 

Einen Schritt weiterdenken – die neue Generation der Scrollpumpen:


Erleben Sie unsere neue HiScroll – die ölfreien Vakuumpumpen von
Pfeiffer Vacuum.

 

Erfahren Sie mehr über die HiScroll Vakuumpumpen

Newsletter

Die Physik in Ihrer Mailbox – abonnieren Sie hier kostenlos den pro-physik.de Newsletter!

Funktionsprinzip einer HiPace Turbopumpe in 3D


HiPace Turbopumpen eignen sich für höchste Anforderungen unter anderem in der Fusionsforschung, Elementarteilchenphysik oder Laseranwendung.

Erfahren Sie mehr über die HiPace Turbopumpen

Produkte des Monats

Korrosion und Korrosionsschutz modellieren - Whitepaper

Schäden durch Korrosion verursachen weltweit Kosten von rund 2,5 Billionen Dollar. Durch einen geeigneten Korrosionsschutz ließen sich diese Kosten deutlich senken. Die mathematische Modellierung und Simulationen helfen, Korrosion und Korrosionsschutz besser zu verstehen, wie ein Whitepaper zeigt.

Whitepaper lesen!

Die neuen ölfreien und äußerst leisen Scrollpumpen

Die Scrollpumpen HiScroll von Pfeiffer Vacuum sind ölfreie, hermetisch dichte Vakuumpumpen mit einem hohen nominellen Saugvermögen von 6 bis 20 m³/h. Die kompakte Bauweise sowie leiser und vibrationsarmer Betrieb zeichnen sie besonders aus.

Mehr Informationen

Virtuelle Jobbörse

Als Ersatz für die Jobbörse auf der DPG-Frühjahrstagung
in Dresden bieten die Deutsche Physikalische Gesellschaft
(DPG) und der Verlag Wiley-VCH gemeinsam eine virtuelle
Jobbörse an.
Sie suchen Physikerinnen und Physiker? Dann nutzen Sie
diese einmalige virtuelle Recruiting-Gelegenheit.

Anschreiben
Beschreibung
Bestellschein

Produkte des Monats

Korrosion und Korrosionsschutz modellieren - Whitepaper

Schäden durch Korrosion verursachen weltweit Kosten von rund 2,5 Billionen Dollar. Durch einen geeigneten Korrosionsschutz ließen sich diese Kosten deutlich senken. Die mathematische Modellierung und Simulationen helfen, Korrosion und Korrosionsschutz besser zu verstehen, wie ein Whitepaper zeigt.

Whitepaper lesen!

Die neuen ölfreien und äußerst leisen Scrollpumpen

Die Scrollpumpen HiScroll von Pfeiffer Vacuum sind ölfreie, hermetisch dichte Vakuumpumpen mit einem hohen nominellen Saugvermögen von 6 bis 20 m³/h. Die kompakte Bauweise sowie leiser und vibrationsarmer Betrieb zeichnen sie besonders aus.

Mehr Informationen

Virtuelle Jobbörse

Als Ersatz für die Jobbörse auf der DPG-Frühjahrstagung
in Dresden bieten die Deutsche Physikalische Gesellschaft
(DPG) und der Verlag Wiley-VCH gemeinsam eine virtuelle
Jobbörse an.
Sie suchen Physikerinnen und Physiker? Dann nutzen Sie
diese einmalige virtuelle Recruiting-Gelegenheit.

Anschreiben
Beschreibung
Bestellschein