MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Eine bahnbrechende Methode zur Herstellung von Nanostrukturen auf reaktionsträgen Oberflächen wurde von einem Team von Nanowissenschaftlern am Deutschen Museum entwickelt. Diese Innovation könnte die Art und Weise, wie molekulare Nanostrukturen in der Zukunft genutzt werden, grundlegend verändern.
In den Laboren des Deutschen Museums in München hat ein Team von Nanowissenschaftlern eine neue Methode entwickelt, um stabile molekulare Nanostrukturen auf reaktionsträgen Oberflächen zu erzeugen. Diese Methode, die in der renommierten Fachzeitschrift Angewandte Chemie International Edition veröffentlicht wurde, könnte die Herstellung und Anwendung von Nanostrukturen revolutionieren.
Die sogenannte On-Surface Synthesis (OSS) ermöglicht es, speziell entwickelte Moleküle auf einer Oberfläche gezielt abzulegen. Durch Erhitzen im Ultrahochvakuum reagieren diese Moleküle miteinander und formen stabile Nanostrukturen. Bisher wurden solche Prozesse meist auf Metalloberflächen durchgeführt, die zwar die Reaktion begünstigen, aber auch Nachteile wie Instabilität und Anfälligkeit für Verschmutzung mit sich bringen.
Markus Lackinger, Leiter des Labors für Nanowissenschaften am Deutschen Museum, und sein Postdoc Lukas Grossmann haben nun Graphit als Unterlage für die Molekül-Synthese getestet. Graphit hat keine negative chemische Wirkung auf die Reaktion, was bedeutet, dass die molekularen Nanostrukturen allein durch den Einfluss der Temperatur entstehen. Dadurch sind die resultierenden Strukturen robuster als auf metallischen Oberflächen.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Methode ist, dass die Nanostrukturen nur schwach mit der Graphitunterlage wechselwirken. Dies ermöglicht eine einfachere Untersuchung und Nutzung ihrer intrinsischen Eigenschaften. Die Forscher fanden heraus, dass das Erhitzen in einer Edelgas-Atmosphäre, statt im Vakuum, die Moleküle lange genug auf der Graphit-Oberfläche hält, um bei höheren Temperaturen miteinander zu reagieren.
Diese Methode funktioniert sogar auf Graphen, einem nur ein Kohlenstoffatom dicken Material, das aufgrund seiner exotischen Eigenschaften besonders interessant ist. Kovalente molekulare Nanostrukturen auf Graphen könnten der Ausgangspunkt für die Entwicklung neuartiger elektronischer Bauelemente sein.
Mit der Veröffentlichung ihrer Ergebnisse liefern die Wissenschaftler eine Grundlage für weitere Forschungsarbeiten. Zunächst wollen sie ihre Methode jedoch selbst weiter erproben und mit anderen Molekülen testen. Diese Innovation könnte die Herstellung und Anwendung von Nanostrukturen in der Elektronik und anderen Industrien maßgeblich vorantreiben.
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