Marburger Physiker und Chemiker erweitern das Verst\u00e4ndnis der Ordnungsmechanismen in extrem d\u00fcnnen Molek\u00fclschichten. Molekulare Nanoschichten organisieren sich selbst.
\nDie Selbstorganisation spezieller Molek\u00fcle reicht aus, um Nanoschichten gezielt wachsen zu lassen. Das hat ein Marburger Forschungsteam aus Physik und Chemie herausgefunden. Die beteiligten Wissenschaftler berichten im Wissenschaftsmagazin „Nature Communications“ \u00fcber ihre Ergebnisse.
\n„Unsere Studie verfolgt das Ziel, Ordnungsmechanismen zu identifizieren, um mit deren Hilfe die Form molekularer Nanoschichten zu bestimmen“, erkl\u00e4rte der Marburger Physiker Prof. Dr. Gregor Witte. Er ist der verantwortliche Leiter der aktuellen Studie.
\nEine M\u00f6glichkeit, Nano-Strukturen herzustellen, besteht darin, d\u00fcnne Molek\u00fclschichten mittels chemischer Bindungen auf einer Unterlage zu fixieren. „Das erm\u00f6glicht die Herstellung von por\u00f6sen Netzwerken oder Nanob\u00e4ndern“, legte Wittes Doktorand Maximilian Dreher dar, der die Strukturen mittels hochaufl\u00f6sender Sondenmikroskopie untersucht hat. „Jedoch sind solche Strukturen starr und k\u00f6nnen wegen der starken Bindungen an das Substrat nicht mehr umgestaltet werden.“
\nEine bisher kaum untersuchte Alternative besteht darin, sich auf schwache Wechselwirkungen zwischen Molek\u00fclen zu st\u00fctzen. „In der Natur gibt es mannigfache Selbstorganisationsprozesse, die auf solchen schwachen Wechselwirkungen beruhen“, hob der Chemiker Prof. Dr. Ulrich Koert hervor. Er ist ein weiterer Mitverfasser.
\nAls eines der bekanntesten Beispiele nannte er die Erbsubstanz „DNA“, deren zwei gegensinnige Str\u00e4nge durch schwache Wechselwirkungen aneinanderhaften. Die Chemiker um Koert lieferten spezielle Molek\u00fcle, deren Ladungsverteilung zu einer eigent\u00fcmlichen Anordnung f\u00fchrt. Dem Team gelang es, Schichten dieser Molek\u00fcle auf einer Unterlage abzuscheiden, ohne dass die Molek\u00fcle eine chemische Bindung mit dem darunter befindlichen Tr\u00e4germaterial eingehen.
\n„Dabei stellten wir fest, dass die Art und Weise, wie die Nano-Inseln hergestellt werden, ihre Form bestimmt“, berichtete Witte. „Scheidet man weniger als eine ganze Molek\u00fcllage ab, so ergibt sich eine andere Inselform, als wenn man eine vollst\u00e4ndige Lage durch Heizen ausd\u00fcnnt“, f\u00fchrte Pierre Dombrowski aus. Er ist ein weiterer Doktorand aus Wittes Labor, der diesen Ordnungsprozess theoretisch analysiert hat.
\n„Durch geeignetes Design der Molek\u00fcle gelingt es also, die Form zweidimensionaler Molek\u00fclinseln zu kontrollieren, deren Gestalt nicht durch chemische Anbindung an die Unterlage bestimmt wird und somit eine neuartige Strukturierung molekularer Nanosystem erm\u00f6glicht“, fasste Witte zusammen. Witte leitet eine Arbeitsgruppe f\u00fcr Molekulare Festk\u00f6rperphysik an der Philipps-Universit\u00e4t. Koert lehrt Organische Chemie in Marburg. Beidegeh\u00f6ren dem Marburger Sonderforschungsbereich „Struktur und Dynamik innerer Grenzfl\u00e4chen“ (SFB 1083) der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) an, der die zugrundeliegende wissenschaftliche Arbeit finanziell unterst\u00fctzt hat.<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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