Archive - Aug 2008

Wie Pflanzen das Licht wahrnehmen

Life Sciences
01.09.08   von  
Pflanzenphysiologen und Strukturbiologen der Universitäten Gießen und Marburg konnten die 3D-Struktur des Cyanobacterial Phytochrome (Cph1) aufklären. Damit lässt sich die Funktionsweise der Phytochrome besser verstehen. Wie Pflanzen das Licht wahrnehmen <% image name="Cph1_Molekuel" %><p> <small> Die Cph1-"Hantel" besteht aus einer oberen Kugel (hier: grün, blau und gold), worin der kleine Farbstoff-Kofaktor (türkis) zu sehen ist, und einer kleineren Kugel unten (rot). Die Kugeln sind durch einen langen, spiralförmigen Stab verbunden (gold-rot, rechts), während eine einzigartige "Zunge" (rot, links-mittig) den Kontakt der unteren Kugel zur oberen herstellt. Die Forscher vermuten, dass die Zunge als empfindlicher Sensor für die Lichtaufnahme des Farbstoffs dient. </small> <table> <td width="110"></td><td><small> <b>Phytochrome</b> sind Moleküle in Pflanzenzellen - und auch bei gewissen Bakterien -, die für die Wahrnehmung von Licht zuständig sind. Sie sind sehr wichtig im Leben der Pflanzen, da sie die Keimung, das Wachstum der Sprosse, den Aufbau des Photosynthese-Apparats, die Reaktionen auf Schatten sowie die Einleitung der Blühphase steuern. </small></td> </table> <% image name="Cph1_Kristall" %><p> <small> Mit Hilfe von Robotern und langwierigen Screenings am Infrarotmikroskop konnten die Forscher aus tausenden Ansätzen Bedingungen finden, unter denen Cph1-Kristalle gebildet werden. Da der Cph1-Photorezeptor Rotlicht absorbiert, erscheinen uns die Kristalle türkis-blau. In solchen Kristallen sind die Moleküle symmetrisch angeordnet, so dass sie Röntgenstrahlung streuen. Die Streuung wiederum gibt Auskunft über die atomare Struktur des Moleküls selbst. </small> Bis 1996 dachte man, dass Phytochrome ausschließlich bei Pflanzen vorkämen, aber damals entdeckte Jon Hughes das erste prokaryotische Phytochrom bei einer Art photosynthetischem Bakterium - und zwar in der Blaualge Synechocystis. Seitdem haben sich die Forscher um Hughes intensiv mit diesem "Cph1" (Cyanobacterial Phytochrome) beschäftigt. 2005 begannen sie damit, Cph1-Kristalle zu bilden, um die 3D-Struktur des Moleküls per Röntgen-Kristallographie zu klären. Dies ist auch gelungen, so dass man jetzt genau weiß, wie fast alle Atome in dem Molekül angeordnet sind. Somit beginnt man auch besser zu verstehen, wie dieses Molekül funktioniert. Das bedeutet: Man weiß mehr darüber, wie die Aufnahme von Licht - also eines Photons - einen Umbau des Moleküls bewirkt, der dann auch die Biochemie der Zelle und schließlich die Physiologie der Pflanze fundamental verändert. <b>Das Cph1-Molekül</b> besteht zunächst aus zwei ungleichen Kugeln, die durch einen langen spiralförmigen Stab verbunden sind - etwa wie bei einer Hantel. In einer der Kugeln befindet sich der Chlorophyll-ähnliche Farbstoff, womit das Licht aufgenommen wird. Die zweite Kugel trägt eine eigenartige "Zunge", die den Kontakt mit der anderen Kugel herstellt. Die Forscher vermuten, dass diese Zunge als empfindlicher Sensor für die licht-getriebenen Veränderungen im Molekül dient. Was genau dann passiert, weiß man noch nicht. Interessant ist jedoch, dass die Struktur von Cph1 auffällige Ähnlichkeiten mit zwei Gruppen von Enzymen zeigt, die eine wichtige Rolle bei der Signalleitung in tierischen und bakteriellen Zellen spielen. Eines dieser Enzyme ist das Zielmolekül des Potenzmittels Viagra. <small> Lars-Oliver Essen, Jo Mailliet, Jon Hughes: Structure of a complete phytochrome sensory module in the Pr ground state, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, September 2008. </small>

Etiketten für besondere Oberflächen

Wissenschaften
01.09.08   von  
Eine Outdoor-Klebefolie aus Polyethylen, die selbst auf kritischen Oberflächen und bei Temperaturen von -40 bis +150 °C extrem stark haftet, bietet die deutsche <a href=http://www.herma.de/eao>Herma</a>. Die Folie ist wetterfest, alterungs- und UV-beständig, öl- und schmutzabweisend sowie abwaschbar. Etiketten für besondere Oberflächen <% image name="HERMA_Neonetiketten" %><p> <small> Die Spezialetiketten eignen sich für stark beanspruchte Beschriftungen im Lager und in der Produktion, im Innen- und Außenbereich, als Hinweis-, Warn- und Typenschilder oder zum Beschriften von Boxen und Containern. </small> Als "SuperPrint" sind die Etiketten in gelb, rot, blau, grün bzw. fünf Neonfarben und verschiedenen Größen erhältlich, sodass sie als Warnhinweise, Eilvermerke oder Aktionsaufkleber verwendet werden können. Das Spezialetiketten-Sortiment von Herma umfasst ferner eine silbermatte Polyesterfolie, die als Typenschild Gegenstände sicher kennzeichnet. <% image name="HERMA_Outdoor_Klebefolie" %><p> <small> Die Outdoor-Klebefolien haften selbst auf kritischen Oberflächen, sind wetterfest, alterungs-, UV-, und temperaturbeständig, öl- und schmutzabweisend sowie abwaschbar. </small> <% image name="HERMA_Sicherheitsetiketten" %><p> <small> Mit den Sicherheitsetiketten aus weißer Polyesterfolie hingegen lassen sich Geräte, Datenträger und Dokumente versiegeln. Sie hinterlassen beim Ablösen sichtbare Rückstände und zeigen so jede Manipulation an. </small> <% image name="HERMA_Typenschilder" %><p> <small> Die Spezialetiketten lassen sich auf allen gängigen Laserdruckern, Kopierern und Multifunktionsgeräten bedrucken. </small>

Spezialkunststoff für Petrischalen

Wissenschaften
01.09.08   von  
Fraunhofer-Forscher haben einen neuen "schaltbaren" Kunststoff entwickelt: Bei 37 °C ist er wasserabweisend und ein idealer Nährboden für biologische Zellen. Bei Raumtemperatur zieht er Wasser an und die Zellen lösen sich. Er könnte problematische Enzyme zur Lösung der Zellkultur von der Petrischale überflüssig machen. <% image name="Fraunhofer_Schaltbarer_Kunststoff" %><p> <small> Bei 37 °C haften biologische Zellen am neuen Kunststoff (oben), kühlt man ihn auf Raumtemperatur ab, meiden die Zellen den Kontakt, ziehen sich zu Kugeln zusammen und lassen sich leicht herunterspülen (unten). © Fraunhofer IAP </small> <table> <td width="110"></td><td><small> Pharmafirmen müssen mit neuen Wirkstoffen Toxizitätstests durchführen. Basis dafür sind Zellkulturen: Einzelne Zellen werden auf ein kleines Plastikschälchen mit Nährlösung platziert und bei 37 °C in den Brutschrank gestellt. Damit sie sich wohlfühlen und schnell vermehren, werden Schalen aus Polystyrol verwendet. Sind ausreichend Zellen gewachsen, wird das Medikament zugegeben. Um zu untersuchen, wie die Zellen auf den Wirkstoff reagieren, müssen die gezüchteten Zellen aus der Petrischale entfernt werden. Keine einfache Angelegenheit: Die Zellen heften sich so fest an die Schale, dass die Forscher ein Enzym zugeben müssen, um sie vom Kunststoff zu lösen. </small></td> </table> "Gerade die Zelltypen, die für Toxizitätstests verwendet werden, sind sehr sensibel und können durch das zugegebene Enzym beschädigt werden. Die Aussagen sind dann schwer zu interpretieren: Man kann nicht einwandfrei sagen, inwieweit Schädigungen durch das Ablösen der Zellen deren Reaktion auf das Medikament beeinflussen", sagt Claus Duschl, Abteilungsleiter am Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT in Potsdam-Golm. Das Team um Jean-François Lutz am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP hat nun einen Kunststoff entwickelt, der seine Eigenschaften ändern kann. "Bei 37 °C, also der Temperatur, bei der die Zellen gezüchtet werden, ist er wasserabweisend - die Zellen fühlen sich darauf sehr wohl und breiten sich aus. Kühlt man den Kunststoff auf 25 °C ab, zieht das Material Wasser an: Die Zellen meiden den Kontakt, werden fast kugelförmig und lassen sich leicht herunterspülen. Die Zugabe eines Enzyms wird so überflüssig", sagt Lutz. Zwar gibt es bereits ähnlich schaltbare Kunststoffe. Der neue basiert aber auf Polyethylenglycol (PEG) und dieses Material ist biokompatibel - Zellen wachsen sehr gut darauf. Ein weiterer Vorteil: Das Material ist wasserlöslich und nicht toxisch. In 2-3 Jahren, hofft Lutz, könnten Petrischalen serienmäßig mit dem neuartigen schaltbaren Kunststoff beschichtet werden. Spezialkunststoff für Petrischalen

Grazer Forscher optimieren organische Halbleiter

Chemie
01.09.08   von  
Ein jedes Digitalgerät benötigt heute Millionen Transistoren, um Stromfluss oder Spannung zu steuern. Diese Bauteile zu verbessern, ist daher eine wichtige Basis, um die Geräte selbst weiter zu entwickeln. Forscher konnten nun erklären, wie sich die Leitfähigkeit eines organischen Halbleiters mittels chemischer Reaktion an einer maßgeschneiderten Zwischenschicht verändern lässt. Grazer Forscher optimieren organische Halbleiter <% image name="TU_Graz_Messstand" %><p> <small> Messstand zur Charakterisierung organischer Transistoren unter Gasatmosphäre. &copy; TU Graz (2) </small> Verrotten Lebensmittel, bildet sich Ammoniak, noch ehe Mängel sichtbar sind. Das farblose und giftige Gas könnte aber beim Erkennen, ob etwa Fleisch in einem Kühlhaus noch in Ordnung ist, gute Dienste leisten: Denn Ammoniak verändert die Leitfähigkeit eines Halbleiters, der in einem Sensor eingebaut ist und dieser zeigt an, dass etwas verdorben ist. So sieht zumindest ein mögliches Zukunftsszenario aus, das durch die Erkenntnisse der Grazer Wissenschaftler näher rückt. "Wir können mit unserem Modell eine chemische Reaktion nutzen, um elektronische Eigenschaften zu kontrollieren", erläutern der Chemiker Christian Slugovc und der Physiker Egbert Zojer von der TU Graz. <% image name="TU_Graz_Schema_Transistor" %><p> <small> Schema der Vielschichtstruktur eines organischen Transistors mit reaktiver Zwischenschicht sowie Darstellung der an der Grenzschicht ablaufenden chemischen Reaktion mit Ammoniak. </small> Den Forschern ist es erstmals gelungen, die Funktionsweise organischer Transistoren über eine chemisch aktive Zwischenschicht zu kontrollieren. Ammoniak reagiert dabei mit einer wenige Nanometer dünnen Schicht des Transistors und schaltet so den Widerstand. <b>Chemisches Doping.</b> Das für die organische Halbleitertechnologie revolutionäre Prinzip nutzt damit Erkenntnisse aus der Säure-Base-Chemie für einen Effekt, den die Wissenschafter als "Doping" bezeichnen. Zwar war das Grundprinzip des Dopings bereits bekannt, künftig kann es durch die Erkenntnisse aus Graz aber auch gezielt genutzt werden. Damit eröffnen sich neue Perspektiven für viele Anwendungsbereiche der organischen Halbleitertechnologie. Insgesamt waren an der Forschungsarbeit 9 Arbeitsgruppen an 4 Instituten der TU Graz beteiligt, finanziert wurde sie vom FWF und der Österreichischen Nanoinitiative. <small> Chemical Control of local Doping in Organic Thin-Film Transistors: From Depletion to Enhancement. P. Pacher, A. Lex, V. Proschek, H. Etschmaier, E. Tschernychova, M. Sezen, U. Scherf, W. Grogger, G. Trimmel, C. Slugovc, E. Zojer. Advanced Materials, 18. August 2008 </small>

UCB Pharma streicht 2.000 Jobs

Life Sciences
01.09.08   von  
Die belgische <a href=http://www.ucb-group.com>UCB</a> hat vor dem Hintergrund von Patentabläufen und nach der jüngsten Enttäuschung in der Produktzulassung Stellenstreichungen angekündigt. Im Rahmen des Programms "Shape" sollen weltweit 17 % oder 2.000 Stellen abgebaut werden. <% image name="UCB_Logo" %><p> Der Arzneimittelhersteller, der 2006 Schwarz Pharma für 4,4 Mrd € übernommen hatte, will sich künftig stärker auf Erkrankungen des Zentralen Nervensystems sowie auf Immunologie fokussieren. Durch den Abbau soll in den nächsten 3 Jahren 300 Mio € eingespart werden. Ende Juli hatte sich die FDA gegen eine Zulassung von Vimpat (Lacosamide) zur Behandlung neuropathischer Schmerzen bei Zuckerkranken ausgesprochen. Ende März nahm UCB das Parkinson-Pflaster Neupro in den USA vom Markt. UCB Pharma streicht 2.000 Jobs

August 29th

EU harmonisiert Höchstgehalte für Pestizidrückstände

Chemie
29.08.08   von  
Am 1. September werden die Höchstgehalte von Pflanzenschutzmittel-Rückständen auf Lebens- und Futtermitteln in der EU endgültig harmonisiert. An diesem Tag tritt die <a href=http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CONSLEG:2005R0396:20080410:DE:PDF>Verordnung (EG) Nr. 396/2005</a> vollständig in Kraft. Für Erzeuger von Lebensmitteln und Futtermitteln, Importeure, Händler und Überwachungsbehörden bringt das mehr Rechtssicherheit. EU harmonisiert Höchstgehalte für Pestizidrückstände <% image name="Pestizidausbringung" %><p> Rückstandshöchstgehalte wurden früher in der EU auf der Grundlage von 4 verschiedenen Richtlinien festgesetzt. Diese deckten aber nicht alle Wirkstoffe und Erzeugnisse ab, so dass darüber hinaus noch nationale Rückstandshöchstgehalte bestanden. Die festgesetzten Rückstandshöchstgehalte müssen nun nicht mehr wie früher in die nationale Rückstands-Höchstmengenverordnung übernommen werden. Die harmonisierten Höchstgehalte eines Wirkstoffs beziehen sich nun stets auf bestimmte Erzeugnisse wie etwa Obst- oder Gemüsearten. Solange für eine Kombination von Wirkstoff und Erzeugnis kein spezifischer Rückstandshöchstgehalt festgelegt ist, gilt ein allgemeiner Wert von 0,01 mg/kg; die Verordnung lässt also nichts ungeregelt. Ohne festgesetzten Rückstandshöchstgehalt kann von den nationalen Behörden keine Zulassung für ein Pflanzenschutzmittel erteilt werden. Wenn Rückstandshöchstgehalte fehlen, müssen sie zusammen mit der Zulassung des Pflanzenschutzmittels beantragt werden. Solche Anträge können auch Erzeuger und Importeure, Personen und Organisationen mit einem berechtigten Interesse an Gesundheitsfragen sowie die EU-Mitgliedstaaten stellen. Zur Bewertung der gesundheitlichen Risiken wird die EFSA eingeschaltet. <table> <td width="110"></td><td><small> Bei der Festsetzung von Rückstandshöchstgehalten werden die in Versuchen ermittelten Rückstände berücksichtigt, weiterhin Daten zur Toxikologie sowie Verzehrmengen. Dabei muss sichergestellt werden, dass die durch den Verbraucher aufgenommene Menge einer Substanz den ADI-Wert und, soweit vorhanden, den ARfD-Wert dieser Substanz nicht überschreitet. Der ADI ("Acceptable Daily Intake") gibt die Menge eines Stoffes wieder, die ein Verbraucher täglich und ein Leben lang ohne Gesundheitsrisiko aufnehmen kann. Die akute Referenzdosis (ARfD) gibt die Menge eines Stoffes an, die ein Verbraucher über einen kurzen Zeitraum, eine Mahlzeit oder einen Tag, ohne erkennbares Gesundheitsrisiko aufnehmen kann. </small></td> </table>

Lehnkering übernimmt Bayer-Standort Wolfenbüttel

Chemie
29.08.08   von  
Der Logistikprofi <a href=http://www.Lehnkering.com>Lehnkering</a> übernimmt den Standort Wolfenbüttel von <a href=http://www.bayercropscience.de>Bayer CropScience</a>. Als Dienstleister wird Lehnkering den Betrieb vor Ort fortführen und durch eigene Aktivitäten und Aufträge weiter entwickeln. Lehnkering übernimmt Bayer-Standort Wolfenbüttel <table> <td> Mit dem Erwerb der Niederlassung Wolfenbüttel erweitert Lehnkering ihre chemischen Lager- und Konfektionierungskapazitäten. Zur Durchführung der Tätigkeiten, die Bayer bisher selbst vor Ort abwickelte, haben beide Unternehmen einen mehrjährigen Servicevertrag geschlossen. Dieser beinhaltet unter anderem die Formulierung, Konfektionierung, Lagerung und Versendung chemischer Produkte, insbesondere von Pflanzenschutzmitteln. Darüber hinaus wird Lehnkering weitere Dienstleistungen für eigene Bestandskunden am neuen Standort ansiedeln. Diese umfassen ebenfalls die Lagerung, Formulierung und Konfektionierung chemischer Produkte. </td> <td><% image name="Lehnkering_Cees_van_Gent" %> </td> </table><p> <small> "Unsere Absichten garantieren Wolfenbüttel eine langfristige Perspektive", sagt Lehnkering-CEO Cees van Gent. Der neue Standort zählt mit 35.000 Palettenplätzen zu einem der größten Lagerstandorte von Lehnkering für die chemische Industrie. </small> Zur Optimierung der Abläufe hat Lehnkering eigens die neue konzerneigene Software "Cargoprocess" entwickelt, die aber auch für andere Standorte zur Verfügung steht. <table> <td width="110"></td><td><small> <b>Lehnkering</b> wird in Wolfenbüttel die rund 140 Mitarbeiter weiterbeschäftigen. Der Logistikdienstleister, der in den Bereichen Chemical Manufacturing Services und Distribution Logistics & Services die europäische Marktführerschaft innehat, ist in der Region bereits länger präsent. In Langelsheim und Schönebeck/Elbe werden große Lagerstandorte betrieben. Zudem befinden sich in Schönebeck eine eigene Syntheseanlage sowie große Formulierungskapazitäten. In Salzgitter betreut Lehnkering mit 500 Mitarbeitern die Stahlindustrie. </small></td> </table>

Erste Tankstelle für Brennstoffzellen-Passagierschiff

Chemie
29.08.08   von  
<a href=http://www.linde.com>The Linde Group</a> hat in Hamburg im Rahmen der <a href=http://www.zemships.eu>Zemships</a>-Initiative die weltweit erste Wasserstofftankstelle für Brennstoffzellen-Passagierschiffe offiziell eröffnet. Zemships ist ein von der EU unterstütztes Projekt zur Förderung von Wasserstoff als Treibstoff für Schiffe. Erste Tankstelle für Brennstoffzellen-Passagierschiff <% image name="Wasserstofftankstelle1" %><p> Die am Hamburger Stadtpark gelegene Zemships-Tankstelle soll das "Zero Emission Ship" regelmäßig mit gasförmigem Wasserstoff versorgen. Das weltweit erste mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebene Fahrgastschiff für 100 Passagiere wird sowohl auf der Alster als auch auf der Elbe Passagiere befördern. <% image name="Wasserstofftankstelle2" %><p> Zur Betankung wird bei minus 253 °C flüssig gelagerter Wasserstoff in einem Verdampfer in gasförmigen Wasserstoff umgewandelt und dann in einem zweistufigen Verdichtersystem auf bis zu 450 bar komprimiert. Die komplette Tankstelle wurde von Linde geplant und gebaut. <% image name="Zemshiphs_Grafik" %><p> Der Einsatz von Wasserstoff als Kraftstoff für Motoren verursacht keinerlei schädliche Emissionen. Bei der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser wird in der Brennstoffzelle elektrische Energie mit einem Wirkungsgrad von bis zu 70 % freigesetzt. <table> <td width="110"></td><td><small> Um nachzuweisen, dass Wasserstoff sich gut als Treibstoff für Schiffe eignet, haben sich die Hamburger Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt, die Germanische Lloyd AG, Proton Motor, Hamburger Hochbahn AG, Linde, Alster-Touristik GmbH, die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, hySolutions GmbH und UJV Nuclear Research Institute rez plc zum Zemships-Projekt zusammengeschlossen. </small></td> </table>

Grazer Physiker testen neue Energiespar-Werkstoffe

Wissenschaften
29.08.08   von  
Im Bemühen, den Verlust beim Stromtransport zu den Verbrauchern zu verringern, bieten sich nanokristalline Werkstoffe an. An der Karl-Franzens-Uni Graz leiten Heinz Krenn mit Günther Paltauf ein Projekt, in dem die Eigenschaften dieser Materialien getestet werden. Grazer Physiker testen neue Energiespar-Werkstoffe <% image name="Trafo" %><p> <small> Trafos könnten mit neuartigen Materialien noch verbessert werden. &copy; Lars Sundshøj / DONG Energy </small> <table> <td width="110"></td><td><small> <b>Der Wirkungsgrad</b> leistungsfähiger Transformatoren erreicht heute Werte von 99,8 %. Trotzdem würden sich weitere Verbesserungen auszahlen: "Wäre es möglich, den Wirkungsgrad mittels neuer Werkstoffe noch um 0,1 % zu steigern, hätte das für Österreich eine jährliche Kosteneinsparung von rund 3,4 Mio € zur Folge - bei einem angenommenen Verbraucherpreis von 6 Cent/kWh", so Krenn. </small></td> </table> Nanokristalline Werkstoffe entstehen, wenn die kristalline Struktur eines Materials mit speziellen Verfahren bis in den Nanobereich zerkleinert wird. Sie weisen veränderte magnetische und mechanische Eigenschaften auf, die eine Reduktion von Ummagnetisierungs-Verlusten versprechen. Im Projekt "Zerstörungsfreies Testen nanokristalliner Materialien" erforschen Krenn und Paltauf diese Eigenschaften im Rahmen eines vom FWF geförderten Nationalen Forschungsnetzwerks, koordiniert von der Uni Wien. Die Forscher arbeiten dabei eng mit Kollegen des Instituts für Materialphysik der TU Graz unter der Leitung von Roland Würschum zusammen. Dort kondensiert man Nanopartikel in einem Gas bei niedrigem Druck, um daraus ein schwammartiges, nanoporöses Material zu erhalten. Dieses verhält sich ganz außergewöhnlich: "1 m³ davon besitzt eine innere Oberfläche von der Größe eines Fußballfeldes. Diese Oberfläche kann mit einer elektrolytischen Flüssigkeit elektrisch aktiviert werden. Dadurch lassen sich die magnetischen Eigenschaften steuern", so Krenn. Die komplexen Zusammenhänge in diesen hoch verformten Stoffen sind noch kaum untersucht - die Wissenschaftler betreten also großteils Neuland. Bei den Tests der magnetischen Eigenschaften klopft gewissermaßen ein Laserpuls mit 10 Milliardstel Sekunden an das Material an. Die dabei entstehende Ultraschallwelle kann sodann gemessen werden - Ausbreitung und Dämpfung tragen Informationen über die internen elastischen Spannungen. Nanokristallines Material ist - etwa in Computerplatinen - bereits im Einsatz, kann aber bisher nur in dünnen Folien hergestellt werden, die mechanischen Verformungen nicht standhalten.

Nanoteilchen schubsen:<br>Von Reibungsprozessen auf kleinster Ebene

Chemie
29.08.08   von  
Um die grundlegenden Mechanismen der Reibung zu verstehen und die Prozesse auf allerkleinster Ebene zu untersuchen, leitet André Schirmeisen vom <a href=http://www.centech.de>CeNTech</a> der Uni Münster nun das internationale Projekt NANOPARMA (Nanoparticle Manipulation by Atomic Force Microscopy Techniques). Nanoteilchen schubsen:<br>Von Reibungsprozessen auf kleinster Ebene <% image name="Andre_Schirmeisen" %><p> <small> André Schirmeisen am Rasterkraftmikroskop. &copy; upm/Peter Grewer </small> <table> <td width="110"></td><td><small> Hauptbeteiligte sind neben Schirmeisen Wissenschaftler der Uni Bielefeld, der TU Lissabon, der Uni Tartu sowie der Akademie der Wissenschaften in Bratislava, darüber hinaus sind Forscher aus Lettland, der Schweiz, Frankreich und den USA dabei. Das Projekt wird über 3 Jahre von der European Science Foundation mit 1,1 Mio € gefördert. </small></td> </table> "Um Reibung zwischen Oberflächen zu verstehen, müssen wir die Berührungspunkte zwischen den Flächen im Nanobereich anschauen", erklärt Schirmeisen. Sein Team führt dazu mechanische Messungen auf allerkleinster Ebene durch: Die Forscher verschieben einzelne Nanopartikel, die maximal 1/1.000 mm groß sind, und messen die Kraft, die für diese Verschiebung nötig ist. Um die winzigen Partikel aus ihrer Position zu lösen, nutzen sie ein Rasterkraftmikroskop. Solch ein Mikroskop tastet mit einer hauchdünnen Spitze eigentlich die Struktur von Oberflächen ab und erzeugt so ein Bild. Die Wissenschaftler haben diese Technik jedoch weiterentwickelt. Sie "schubsen" einzelne Nanopartikel mit der Spitze - simulieren also, was bei Reibung geschieht - und messen die Kräfte, die nötig sind, um die winzigen Teilchen zu bewegen. "Das ist keine Standardmethode", betont Schirmeisen, "wir sind mit dieser Untersuchungstechnik am Limit dessen, was heute möglich ist". Die münsterschen Wissenschaftler sind darauf spezialisiert, solche Messungen im Ultrahochvakuum durchzuführen. Andere an dem Projekt beteiligte Forschergruppen führen ähnliche Untersuchungen an der Luft oder in Flüssigkeiten durch, wieder andere stellen die Nanopartikel her, die für die Messungen benötigt werden. Die Bielefelder Kollegen stellen mathematische Modelle auf, die beschreiben, was bei der Reibung auf Nano-Ebene passiert. All das hat auch Anwendungspotenzial. "Im Motor etwa werden permanent Nanopartikel abgerieben, was einen Einfluss auf dessen mechanischen Eigenschaften hat", so Schirmeisen. Auf Grundlage der Ergebnisse können die mechanischen Eigenschaften von Motoren und Maschinen künftig vielleicht verbessert werden. Es gibt sogar Nanopartikel, die gar keine Reibung erzeugen. Warum das so ist, ist unbekannt. "Wir versuchen, das herauszufinden", so Schirmeisen.

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