15.11.2013

Leibniz Universität Hannover

Nachwuchsforschungsgruppe befasst sich mit Nanoteilchen

Sie sind winzig klein und ungeheuer vielseitig: Nanoteilchen helfen bei der Imprägnierung von Schuhen, verbessern die Eigenschaften von Lacken und finden Anwendung in der Medizin. Eine neue, eigens eingerichtete Nachwuchsforschungsgruppe am Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie der Naturwissenschaftlichen Fakultät hat das Ziel, unter Verwendung von Nanoteilchen neuartige Sensoren mit einem breiten Anwendungsspektrum herzustellen.

Sie sind winzig klein und ungeheuer vielseitig: Nanoteilchen helfen bei der Imprägnierung von Schuhen, verbessern die Eigenschaften von Lacken und finden Anwendung in der Medizin. Eine neue, eigens eingerichtete Nachwuchsforschungsgruppe am Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie der Naturwissenschaftlichen Fakultät hat das Ziel, unter Verwendung von Nanoteilchen neuartige Sensoren mit einem breiten Anwendungsspektrum herzustellen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Projekt „MÜKoN – Materialien aus Überstrukturen maßgeschneiderter Nanokristallbausteine“ unter Leitung von Dr. Nadja Bigall für zunächst vier Jahre mit rund 1,6 Millionen Euro. Eine Verlängerung um weitere zwei Jahre ist möglich. Das Projekt startet am 1. November 2013.

Nanoteilchen lassen sich aus nahezu allen Materialien herstellen, allerdings nicht immer in gleichbleibender Qualität. Hier setzt das Forschungsvorhaben MÜKoN an. Das Team um Doktor Bigall möchte zunächst Nanoteilchen formkontrolliert herstellen; das heißt, alle Teilchen sollen möglichst ähnlich groß und ähnlich geformt sein. Im Anschluss daran sollen die Nanoteilchen so angeordnet werden, dass eine neue homogene, makroskopische Struktur entsteht. Dabei untersuchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schwerpunktmäßig Materialkombinationen aus metallischen Nanopartikeln mit Halbleiter- bzw. Metalloxidpartikeln.

Das neue Material soll besondere Eigenschaften aufweisen und den Nachweis bestimmter Stoffe, beispielsweise von Schwermetallen, ermöglichen. Die zahllosen winzigen Nanopartikel weisen eine erheblich vergrößerte Oberfläche auf. Diese Struktur ermöglicht eine Interaktion mit der Flüssigkeit, die sie umgibt. Fällt nun Licht auf die Nanopartikelstrukturschicht, so wird aufgrund des Analyts, also des nachzuweisenden Stoffes, Strom erzeugt. Die Stromstärke ist abhängig von der Konzentration des Stoffes, den man nachweisen will.

Das neue Material könnte also helfen, den Nachweis bestimmter Stoffe zu erleichtern. Dafür sollten Sensoren mit einer dünnen Schicht des neuartigen Materials beschichtet werden. Gegenüber herkömmlichen Sensoren wäre die Qualität erheblich verbessert, auch kleinste Mengen eines gesuchten Stoffes könnten nachgewiesen werden. Möglich wäre dann nicht nur der Nachweis von Schwermetallen, sondern beispielsweise auch von Giftstoffen, Drogen oder Sprengstoffen. Auch eine Anwendung im medizinischen Bereich, etwa in der Diagnostik, ist denkbar.

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