Von Gedankenschöpfung spricht man, kaum gedacht, schon gemacht, ist eine weitere Formulierung. Gerade gedacht, schon erscheint – wer hat nicht schon einmal ähnliches erlebt. Auf RTL verblüffte ein Gedankenleser Publikum und Zuschauer.

Biologen wissen seit langem: Tiere können sich per Gedankenübertragung verständigen. Dieses Wissen ist in den Schulbüchern als sogenanntes „Rattenexperiment“ verankert.

Heute ist ein verblüffendes Beispiel geschehen. Heute morgen um ca. 8.30 erschien ein kleiner, pummeliger Vogel und setzte sich auf den Gartenzaun. Er machte Pinguine nach – wie die Kleinen ihre Stummelflügel heben, die Großen ihren Schnabel ins Gefieder stupsen. Der kleine Gefiederte sah aus, als ob er beim Zoo Hagenbeck war, die Pinguine gesehen hat, sie niedlich fand, davon berichten wollte und deshalb von Lokstedt nach Eppendorf geflogen ist.

Zeitgleich erschien dieser Artikel

Über einen nur wenige Nanometer großen Pinguin,

den ein neues Mikroskop sichtbar macht.

Bildliche Gedankenübertragung scheint in besonderen Fällen bildlich von Tier zu Mensch und sogar Material-übergreifend zu funktionieren:

Neues Deutschland

07.09.2013 / Natur & Wissenschaft / Seite 28

Den Oberflächenatomen auf der Spur

Neues Mikroskop aus der Schweiz »sieht«

gleichzeitig die räumliche und chemische

Struktur einer Materialprobe

Von Elke Bunge

Schaut man auf Aufnahmen aus dem Kleinsten,

dann ist es manchmal, als ob man

vorbeiziehende Wolken betrachtet. Man sieht

einen Löwenkopf oder einen Drachen am Himmel.

So geht es manchmal auch den Wissenschaftlern

der Eidgenössischen Materialprüfungs- und

Forschungsanstalt (EMPA) in der Schweiz, wenn

sie die Aufnahmen ihres Rastertunnelmikroskops

anschauen. Auf einer Solarzelle aus einem

neuartigen organischen Material entdeckten sie

einen nur wenige Nanometer großen Pinguin, als

ihr Mikroskop Zeile für Zeile über die Probe

fuhr.

Das Gerät, mit dem die Wissenschaftler ihre

Probe untersuchten, besteht nicht nur aus

einem herkömmlichen Rasterkraftmikroskop, bei

dem Oberflächen in atomarer Auflösung

betrachtet werden können. Dieses neue

Wunderwerk der Technik weiß auch, was es

»sieht«. Es erfasst die Oberfläche nicht nur

Atom für Atom, es kann zugleich bestimmen,

welche chemischen Elemente sich wo in einer

Probe befinden.

Das neue Instrument, mit dem sich kleinste

Dimensionen abbilden und analysieren lassen,

ist ein Ungetüm: Es ist einen Meter lang, 70

Zentimeter breit und 1,70 Meter hoch. Dieses

»Monstrum« ist eine Ultrahochvakuumanlage.

Sobald die Probe in den quasi luftleeren Raum

gebracht wird, kommen die Messinstrumente zum

Einsatz. »Ein Rasterkraftmikroskop allein

könnte auch bei Raumluft arbeiten. Diese

spezielle Technik benötigen wir, um die Probe

während der Abbildung gleichzeitig

spektroskopisch zu analysieren«, sagt Laetitia

Bernard, Physikerin an der EMPA. »Das von uns

entwickelte 3D-NanoChemiscope gibt uns die

einmalige Gelegenheit, exakt diesen winzigen

Teil der Probe zu analysieren, den wir gerade

untersuchen.«

Im Falle des »Pinguin«-Bildes in der

Solarzelle heißt das: das 3D-NanoChemiscope

erfasst nicht nur die Form des »Pinguins«,

sondern deckt auch auf, welche Polymere sich

auf seinem »Schnabel«, auf seinem »Auge« und

»um ihn herum« angesiedelt haben. Mithilfe

dieser Analyse können die Physiker, die sich

für neue Solarzellenmaterialien interessieren,

effizient die Mechanismen innerhalb der

Solarzellen kontrollieren und entsprechend die

Zusammensetzung oder Konzentration einzelner

Stoffe optimieren. Gleichzeitig lassen sich

bei der Messung Eigenschaften wie Härte,

Elastizität oder Reibungskoeffizient der Probe

dreidimensional bestimmen.

Ermöglicht wird diese exakte Analyse durch die

Kombination zweier bisher unabhängiger

Techniken. Während das Rasterkraftmikroskop

(AFM, von engl. »atomic force microscope«) mit

einer ultrafeinen Nadel Zeile für Zeile über

eine Oberfläche fährt und so deren atomare

Struktur erfasst, ermittelt das

High-End-Massenspektrometer (ToF-SIMS), aus

welchen Stoffen sich die oberste

monomolekulare Schicht der

Festkörperoberfläche zusammensetzt. Während

also das AFM die Probe wie die Nadel eines

Plattenspielers abtastet, wird sie

gleichzeitig mit Ionenstrahlen »beschossen«.

Die davon aus der Oberfläche herausgelösten

Sekundärionen des Materials werden nach ihrer

Masse analysiert, so dass man Elemente und

Moleküle bestimmen kann.

Wenn man bisher eine Oberfläche sowohl auf

chemische als auch auf physikalische

Eigenschaften untersuchen wollte, so musste

die Probe in zwei verschiedenen Geräten

analysiert werden. Dadurch war es bisher

unmöglich, die im AFM untersuchte Stelle exakt

wiederzufinden. Was lag also näher, als die

beiden Geräte zu kombinieren? In einem

vierjährigen, von der EU geförderten Projekt

entwickelte Projektleiterin Laetitia Bernard

mit EMPA-Fachleuten und Partnern aus

Hochschulen und Industrie in akribischer

Arbeit ein neues Gerät, in dem ein AFM und ein

ToF-SIMS in einer Ultrahochvakuumkammer

möglichst nah nebeneinander angeordnet sind.

Der in der Schweiz entwickelte Prototyp

befindet sich jetzt in Deutschland beim

Projektpartner ION-TOF GmbH und wird dort von

Industriekunden und Forschungspartnern

genutzt. Der Bau weiterer Geräte steht an.

Hans Josef Hug, Leiter der EMPA-Abteilung

Oberflächen und Beschichtung, sagt: »Kunden

zeigen sich sehr interessiert und wir stehen

im Moment in Verhandlungen mit einem Schweizer

Analytik-Labor, das unsere Entwicklung in der

Praxis nutzen will.« Namen darf er noch nicht

nennen, nur allzu verständlich, schließlich

geht es um Beträge im siebenstelligen

Frankenbereich. Ein Preis, den die Industrie

und Forschung aber durchaus bezahlen wird,

denn diese Erfindung ist ein wichtiger

Meilenstein, um in vielen Bereichen moderner

Industrie, wie der Halbleitertechnik, der

Solarenergie oder in der Automobilbranche, zur

Entwicklung von Lacken, Farbstoffen sowie zur

Verbesserung des Korrosionsschutzes

bahnbrechende Fortschritte zu erzielen.

URL:

http://www.neues-deutschland.de/artikel/832519

.den-oberflaechenatomen-auf-der-spur.html

von:

susanne.haerpfer@bits.de