Artikel von Empa-Forschern auf Titelblatt von «Nature»
Kohlenstoffnanoröhrchen aus Vorläufermolekülen züchten
Quelle: Nature, http://www.nature.com/nature/journal/v512/n7512/index.html |
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Seit 20 Jahren beschäftigt sich nicht nur die Grundlagen- sondern auch die angewandte Forschung intensiv mit Kohlenstoffnanoröhrchen (engl. carbon nanotubes, CNT). Mit ihren ausserordentlichen mechanischen, thermischen und elektronischen Eigenschaften wurden die winzigen Röhrchen mit ihrem wabenförmigen Gitter aus graphitischem Kohlenstoff zum Inbegriff für Nanomaterialien. Sie könnten dazu verhelfen, elektronische und elektro-optische Bauteile der nächsten Generation noch kleiner als bis anhin zu fertigen und damit noch schnellere Schaltzeiten zu erreichen. |
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Möglichst sortenrein |
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Planares Vorläufermolekül, Endkappe und
wohldefiniertes Kohlenstoffnanoröhrchen – einmal als
Strukturmodelle, darüber die entsprechenden Aufnahmen aus dem
Rastertunnelmikroskop. (Bildquelle: Empa / Juan Ramon Sanchez Valencia) |
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Das Empa-Team um Roman Fasel, Leiter der Empa-Abteilung «nanotech@surfaces» und Titularprofessor am Departement für Chemie und Biochemie der Universität Bern, beschäftigt sich schon seit Längerem damit, «wie sich Moleküle auf einer Oberfläche zu komplexen Nanostrukturen umformen beziehungsweise zusammenfügen lassen». Durch so genannte Bottom-up-Synthese war es ihnen etwa gelungen, mit definierten Ketten aus «Buckyballs» (kurz gesagt auf Ballform geschrumpfte CNT) und flachen Nanobändern auf Gold gezielt bestimmte Nanostrukturen herzustellen. «Die Herausforderung bestand nun darin, das geeignete Ausgangsmolekül zu finden, das auf einer glatten Oberfläche auch tatsächlich ‹keimen› würde,» so Fasel, dessen Team sich über die Jahre ein breites Know-how auf dem Gebiet der molekularen Selbstorganisation erarbeitet hat. Den Kollegen vom Max-Planck-Institut in Stuttgart gelang es schliesslich, das passende Ausgangsmolekül zu synthetisieren, ein Kohlenwasserstoff aus immerhin 150 Atomen. |
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Molekulares Origami |
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Auf
einer Platinoberfläche faltet sich das planare
Kohlenwasserstoff-Molekül zu einer Endkappe. Diese bildet den
Keim, aus dem ein Kohlenstoffnanoröhrchen heranwächst
(Strukturmodelle). (Bildquelle: Empa / Juan Ramon Sanchez-Valencia) |
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Es klappt! Das Projekt wurde vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF)
unterstützt. |
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Sie können weitere Bilder hier anschauen und downloaden: https://flic.kr/s/aHsk1rFNDy | ||||
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