Weiche Legosteine am Computer "gebaut"
| 17. Januar 2013
Simulationsschnappschuss eines Diamantkristallgitters aus weichen Di-Block Kopolymer-Sternen. (Foto: American Physical Society)
Simulationsschnappschuss eines kubischen Kristallgitters aus weichen Di-Block Kopolymer-Sternen. (Foto: American Physical Society)
Die junge Materialphysikerin Barbara Capone hat zusammen mit einem Team an den Universitäten Wien und Mainz einen neuen Ansatz zur Herstellung von Nanobausteinen entwickelt und publizierte dazu in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review Letters.
Barbara Capone von der Gruppe Computergestützte Physik der Universität Wien hat eine neue Methode zur Herstellung von Nanobausteinen entwickelt. Die Materialphysikerin, die bei Christos Likos, Professor für Multiscale Computational Physics, zu selbstassemblierenden Materialien im Nanometerbereich forscht, hat zusammen mit KollegInnen einen Betrag zu "weichen Legosteinen" in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review Letters publiziert.
Bei der Entwicklung dieser neuartigen selbstassemblierenden Materialien konzentrierte sich Postdoc Barbara Capone auf die Herstellung organischer und anorganischer Bausteine, die zuverlässig und in großem Maßstab produziert werden können. Die Physikerin hat zusammen mit KollegInnen an den Universitäten Wien und Mainz einen komplett neuen Ansatz zur Herstellung von Nanobausteinen präsentiert.
"Weiche Legosteine" ordnen sich in kristallinen Strukturen
Das Team konnte nachweisen, dass sogenannte Stern-Kopolymere – dabei handelt es sich um Polymere, die aus zwei unterschiedlichen Blöcken bestehen, die an einem gemeinsamen Punkt verankert sind – eine robuste und anpassungsfähige Bauart aufweisen und die Fähigkeit zur hierarchischen Selbstassemblierung besitzen. Die Stern-Kopolymere ordnen sich zunächst als einzelne Moleküle in weichen (patchy) Kolloiden, die als "weiche Legosteine" für die Entstehung größerer Strukturen fungieren; im fortschreitenden Prozess der Selbstassemblierung bilden diese Kolloide komplizierte kristalline Strukturen wie Diamant- oder kubische Gitter.
Die Anordnung der Sterne im Kristall kann durch die Architektur der "weichen Legosteine" gesteuert werden und ermöglicht die Herstellung neuer, strukturierter Materialien auf der makroskopischen Skala. Somit entsteht die Möglichkeit, Kristalle zu bauen, die in der Fotonik Anwendung finden, indem sie als Filter von ausgewählten Farben oder als Lenker des Lichtes in gewissen Richtungen fungieren.
Die Publikation "Telechelic Star Polymers as Self-Assembling Units from the Molecular to the Macroscopic Scale" (AutorInnen: Barbara Capone, Ivan Coluzza, Federica LoVerso, Christos N. Likos und Ronald Blaak) erschien in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.