Neues Rasterkraftmikroskop mit Nanodrähten als Sensoren entwickelt

18. Oktober 2016, 05:50
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Entwicklung könnte die Einsatzmöglichkeiten der vielfältig gebrauchten Mikroskopietechnik noch erweitern

Basel – Forscher der Universität Basel und der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) haben einen neuen Rasterkraftmikroskop-Typ entwickelt, der die bereits zahlreichen Einsatzmöglichkeiten der Technik noch erweitert. Diese Art von Mikroskopie ist aus Medizin, Biologie, Materialwissenschaften und Festkörperphysik nicht mehr wegzudenken.

Das neue Rasterkraftmikroskop nutzt sogenannte Nanodrähte, wie die Uni Basel mitteilte. Nanodrähte sind etwa tausendmal dünner als ein menschliches Haar und können als winzige Sensoren dienen, um biologische oder chemische Proben zu untersuchen, oder um Druck oder Ladung zu messen.

Strukturierte Oberflächen

Das Forscherteam um Martino Poggio hat solche Nanodrähte nun in ein Rasterkraftmikroskop integriert, sie schwingen dabei entlang zweier senkrecht zueinander stehenden Achsen. Über die Vibrationsänderungen können die Forschenden sowohl die Richtung als auch das Ausmaß von anziehenden und abstoßenden Kräften bestimmen, die von Molekülen und Atomen einer Probe ausgehen.

Im Fachblatt "Nature Nanotechnology" beschreiben die Wissenschafter, wie sie auf diese Weise eine strukturierte Probenoberfläche abgebildet haben. Mit der Entwicklung würden die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Rasterkraftmikroskopie erweitert, schrieb die Uni Basel.

Nanodraht statt Federbalken

Erst kürzlich wurde der Basler Forscher Christoph Gerber gemeinsam mit zwei Kollegen für die Entwicklung des Rasterkraftmikroskops vor 30 Jahren mit dem renommierten Kavli-Preis ausgezeichnet. Bei dieser Technik betrachtet man das zu untersuchende Objekt nicht wie bei einem Lichtmikroskop durch eine Linse. Stattdessen tastet eine Art Fühler darüber, eine winzige Spitze an einem Federbalken.

Durch anziehende und abstoßende Kräfte, die von Molekülen und Atomen ausgehen, wird der Federbalken abgelenkt. Diese Auslenkung wird erfasst und über eine Software in ein digitales Bild umgerechnet.

Die Nanodrähte könnten nun die häufig verwendeten Federbalken aus kristallinem Silizium als mechanische Sensoren ersetzen. Das öffne die Tür für weitere Verbesserungen dieser erfolgreichen Technik, so Poggio. (APA, red, 18.10.2016)

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