Forum for Science, Industry and Business

Sponsored by:     3M 
Search our Site:

 

Elektrischer Anstoß zur Selbstorganisation

07.03.2002


Neue Materialien mit nichtlinearen optischen Eigenschaften



Fensterscheiben und Brillengläser, die sich bei zunehmender Helligkeit dunkler färben, sind besonders im Sommer eine feine Sache. Optische Eigenschaften, die sich mit der Lichtstärke verändern, so genannte nichtlineare optische Eigenschaften, sind ihr Geheimnis. Auch als optoelektronische Bauteile sind derartige Materialien von Interesse. Voraussetzung für die besonderen optischen Eigenschaften ist eine sehr regelmäßigen Mikrostruktur. Oft ist es nur mit aufwändigen Techniken möglich, den Stoffen diese Strukturen aufzuzwingen. Interessant sind daher Materialien, die sich per Selbstorganisation zu solchen Mikrostrukturen anordnen.

Vielversprechend sind polymere organisch-anorganische Hybridmaterialien, die ein Team um Robert Corriu aus Montpellier synthetisiert hat. Eines der aktuellen Testobjekte in den französischen Labors besteht aus stäbchenförmigen organischen Einheiten, die über anorganische Enden aus Silicium und Sauerstoff hochgradig quervernetzt sind. Aus der anfänglichen Lösung der Vorläufer-Moleküle wird nach etwa drei Tagen ein festes Gel. Die Chemiker fügten der Reaktionsmischung außerdem eine Chromverbindung hinzu, die sich an die organischen "Stäbchen" anlagert. Damit sensibilisieren sie die "Stäbchen" für ein elektrisches Feld: Legt man während der Vernetzung eine elektrische Spannung an die Reaktionskammer, entsteht bereits nach etwa 24 Stunden ein festes Gel. Das Besondere: In diesem Gel liegen die einzelnen "Stäbchen" ausgerichtet vor. Auch nach Abschalten der Spannung bleibt diese Ordnung dauerhaft erhalten, wie die Wissenschaftler an Gelen feststellten, die sie zwei Jahre gelagert hatten. Von der neuen Materialklasse erhofft sich Corriu interessante nichtlineare optische Eigenschaften.


Frappierend war eine weitere Beobachtung: Wird nur an eine Hälfte der Reaktionskammer eine Spannung angelegt, ist nach einem Tag auch nur in dieser Hälfte ein geordnetes Gel entstanden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Spannung abgeschaltet. Nach zwei weiteren Tagen findet sich in der anderen Hälfte der Kammer ein Gel, das trotzdem dieselbe geordnete Mikrostruktur aufweist. "Nach der Vernetzung altert das Gel unter Umstrukturierung. Erst in diesem Schritt entsteht die Ordnung," erklärt Corriu. "Im Laufe der Vernetzungsreaktion entstehen durch das elektrische Feld aber bereits geordnete Mikrodomänen. Wenn sie aus der einen in die andere Hälfte der Reaktionskammer wandern, dienen sie dort als Keime für den Selbstorganisationsprozess. Für das Weiterschreiten der Selbstorganisation ist dagegen kein elektrisches Feld mehr notwendig."

Frank Maass | alphagalileo

More articles from Materials Sciences:

nachricht One in 5 materials chemistry papers may be wrong, study suggests
15.12.2017 | Georgia Institute of Technology

nachricht Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells
11.12.2017 | National Institute of Standards and Technology (NIST)

All articles from Materials Sciences >>>

The most recent press releases about innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Towards data storage at the single molecule level

The miniaturization of the current technology of storage media is hindered by fundamental limits of quantum mechanics. A new approach consists in using so-called spin-crossover molecules as the smallest possible storage unit. Similar to normal hard drives, these special molecules can save information via their magnetic state. A research team from Kiel University has now managed to successfully place a new class of spin-crossover molecules onto a surface and to improve the molecule’s storage capacity. The storage density of conventional hard drives could therefore theoretically be increased by more than one hundred fold. The study has been published in the scientific journal Nano Letters.

Over the past few years, the building blocks of storage media have gotten ever smaller. But further miniaturization of the current technology is hindered by...

All Focus news of the innovation-report >>>

Anzeige

Anzeige

Event News

See, understand and experience the work of the future

11.12.2017 | Event News

Innovative strategies to tackle parasitic worms

08.12.2017 | Event News

AKL’18: The opportunities and challenges of digitalization in the laser industry

07.12.2017 | Event News

 
Latest News

Engineers program tiny robots to move, think like insects

15.12.2017 | Power and Electrical Engineering

One in 5 materials chemistry papers may be wrong, study suggests

15.12.2017 | Materials Sciences

New antbird species discovered in Peru by LSU ornithologists

15.12.2017 | Life Sciences

VideoLinks
B2B-VideoLinks
More VideoLinks >>>