Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

Forscher entwickeln Methode zur Manipulation von Molekülen

01.09.2015

Physiker der Universität Leipzig und der Technischen Universität Dresden haben eine neue Methode zum Einfangen und zur Manipulation von einzelnen und mehreren Molekülen in Flüssigkeiten entwickelt und ihre neuen Erkenntnisse im Fachjournal "Nano Letters" veröffentlicht. "Das Entscheidende dabei ist, dass wir die Temperatur selbst benutzen, um einzelne Moleküle in der Flüssigkeit einzufangen", erläutert Doktorand Marco Braun von der Universität Leipzig, der im Team von Physiker Prof. Dr. Frank Cichos an diesem Projekt forscht.

Der physikalische Prozess, der die Moleküle bewegt - Thermophorese genannt - ist schon seit über 100 Jahren bekannt. Moleküle bewegen sich in einem Temperaturprofil in der Regel vom Wärmeren zum Kälteren hin. "Wir erzeugen starke Temperaturgefälle mit winzigen Goldstrukturen, die wir über einen Laser aufheizen. Diese Heizung kann sehr schnell ein- und ausgeschaltet werden", erläutert Cichos. In Experimenten haben er und seine Kollegen die Moleküle in Echtzeit verfolgt und die Goldstrukturen an bestimmten Stellen aufgeheizt, um die Moleküle in einem kleinen Volumen festzuhalten. "Eine derartige Kontrolle über Moleküle in Flüssigkeiten und weicher Materie ist eine große Herausforderung, weil sich Moleküle - angetrieben durch ihre thermische Energie - ständig bewegen, ohne jemals wirklich still zu stehen. Dafür sorgt die relativ schwache Wechselwirkung der Moleküle untereinander. Moleküle in Flüssigkeiten sind deshalb nicht einfach festzuhalten oder zu manipulieren", sagt Cichos.

Nach Ansicht von Prof. Dr. Michael Mertig von der TU Dresden hat die thermophoretische Einzelmolekülfalle enormes Potenzial bei der Analyse biochemischer Reaktionen und der Herstellung komplexer Strukturen aus einzelnen Bausteinen. "Ganze Felder solcher Fallen können erzeugt werden und in jeder dieser Falle können chemische Reaktionen stattfinden. Selbst eine genaue Zahl von mehreren Molekülen kann darin eingeschlossen werden", sagt Mertig. Tatsächlich wurde die Falle entworfen, um die Anhäufung von Proteinen zur Ausbildung größerer Strukturen besser untersuchen zu können. "Das ist wichtig, weil man dadurch die Auslöser von Krankheiten wie Alzheimer besser verstehen kann", erklärt Cichos.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • Thermophorese
Mehr über Uni Leipzig
  • News

    Nachwuchsgruppe untersucht umweltverträglichen Ausbau erneuerbarer Energien

    Bis zum Jahr 2050 soll der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung in Deutschland von heute reichlich 30 auf 80 Prozent steigen. Dieser von der Politik geförderte Trend bringt allerdings auch neue Umweltprobleme mit sich: Windräder greifen in die Landschaft und den Lebensraum von ... mehr

    Forscher entwickeln zweidimensionalen Kristall mit hoher Leitfähigkeit

    Wissenschaftlern der Universität Leipzig ist es in Zusammenarbeit mit Kollegen aus Japan, Großbritannien und den USA erstmals gelungen, organische Moleküle zu einem zweidimensionalen Kristall mit sehr hoher Leitfähigkeit zusammenzufügen. "Diese Synthese eröffnet dem Kohlenstoff die Welt der ... mehr

    Durchsichtig und leitend: Neue Eigenschaften von Kupferiodid entdeckt

    Physiker der Universität Leipzig haben in einem selbst entwickelten Verfahren dünne Schichten von Kupferiodid hergestellt und dabei ganz neue, bisher unbekannte Eigenschaften dieses Materials entdeckt. Sie fanden unter anderem heraus, dass die thermoelektrischen Eigenschaften von Kupferiodi ... mehr

  • Videos

    "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt

    Der Grotthuß-Mechanismus, benannt nach dem Leipziger Naturwissenschaftler Freiherr Theodor von Grotthuß (1785-1822), erklärt qualitativ den Transport von elektrischen Ladungen in wässrigen Lösungen. Dieser spielt in alltäglichen biochemischen Prozessen, zum Beispiel der Signalübertragung in ... mehr

  • Universitäten

    Universität Leipzig

    Die Universität Leipzig wurde im Jahr 1409 gegründet. Im Laufe ihrer Geschichte erlebte sie Höhen und Tiefen und entwickelte einen breiten Fächerkanon, der nahezu alle Wissenschaftsbereiche, mit besonderen Akzenten in den Geisteswissenschaften und Naturwissenschaften, umfasst. Nach umfangre ... mehr

  • Autoren

    Dr. Katja Schellenberg

    Jg. 1984, absolvierte ihren Bachelor of Science in Molekularer Biotechnologie an der Technischen Univer­sität Dresden, bevor sie 2009 im internationalen Studiengang „Molecular Medicine“ der Charité Berlin mit dem Master of Science graduierte. Gefördert durch ein Charité-Stipendium erfolgte ... mehr

Mehr über TU Dresden
  • News

    Wissenschaftler entwickeln Decacen, das längste Acen, das je hergestellt wurde

    Acene sind Moleküle, die durch die lineare Verschmelzung von kohlenstoffhaltigen Sechsecken, sogenannten Benzolringen, gebildet werden. Trotz ihrer strukturellen Einfachheit haben diese Moleküle, dank ihrer einzigartigen elektronischen Eigenschaften, große Aufmerksamkeit erregt. Zum Beispie ... mehr

    Neuer Ansatz zur Produktion von molekularem Wasserstoff

    Ein wachsendes Bewusstsein hinsichtlich der Probleme traditioneller Energieträger verlangt nach der gezielten Entwicklung von erneuerbaren Energiequellen, als Alternative für die begrenzten fossilen Brennstoffe. Wegen seiner hohen Energiedichte und umweltfreundlichen Eigenschaften ist molek ... mehr

    Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

    Forscher der Universität Straßburg und CNRS (Frankreich) haben in Zusammenarbeit mit der Universität Mons (Belgien), dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (Deutschland) und der Technischen Universität Dresden (Deutschland) eine neuartige supramolekulare Strategie entwickelt, mit dere ... mehr

  • Universitäten

    Technische Universität Dresden

    Die Technische Universität Dresden hat ihre Wurzeln in der 1828 gegründeten Königlich Sächsischen Technischen Bildungsanstalt. Heute ist sie eine Universität, zu der neben den Ingenieur- und Naturwissenschaften die Geistes- und Sozialwissenschaften sowie die Medizin gehören. Diese in Deutsc ... mehr

  • Autoren

    Dr. Torsten Tonn

    Torsten Tonn ist Professor für Transfusionsmedizin an der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus, Technische Universität Dresden. Er ist ebenfalls Geschäftsführer des DRKBlutspendedienstes Nord-Ost. Vor dieser Stellung leitete er den Bereich für Zell- und Gentherapie des Instituts für Tra ... mehr

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.