Basel - Durchbruch an der Uni

ESTHER JUNDT

Eine für die Computertechnologie und die Sensorik bedeutende Entdeckung haben Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Instituts (SNI) der Universität Basel in Zusammenarbeit mit dem Paul Scherrer Institut gemacht. Sie haben ein Verfahren entwickelt, mit dem es möglich wird, elektronische Materialeigenschaften zu steuern und gezielt zu verändern.

Grundlagenforschung

Dieses neue Verfahren wird den Alltag der Menschen nicht verändern, allerdings freuen sich jene Fachleute, die technische Geräte oder Bestandteile für Computer, Autos und Ähnliches herstellen. «Wir betreiben Grundlagenforschung», sagte Thomas Jung vom Paul Scherrer Institut auf Anfrage. Das neue Verfahren werde in den nächsten fünf Jahren zur Anwendung gelangen und bis in 15 Jahren in vielen Materialien zu finden sein. Zahlreiche Probleme könnten voraussichtlich gelöst werden, sagte Jung weiter. Er verwies dabei auf die problematische Erhitzung von Katalysatoren. Mit dem neuen Verfahren könnte dies verhindert werden.

Die Arbeit des Forscherteams, in dem auch Wissenschaftler der Universität Heidelberg mitgewirkt haben, ist derart bedeutend, dass sie in der neuesten Ausgabe des renommierten Wissenschaftsmagazins «Science» publiziert wird.

Aktive Netzwerke

Die Universität Basel versuchte in einer Medienmitteilung die Entdeckung zu erklären. Demnach entwickelte das Team bestehend aus Physikern und Chemikern unter der Leitung der Physikerin Meike Stöhr vom SNI eine Substanz, die durch Erhitzen auf einer Kupferoberfläche ein stabiles zweidimensionales Netzwerk mit Nanometer-kleinen Poren bildet. Durch die Wechselwirkung dieses Netzwerks mit dem an der Metalloberfläche vorhandenen Elektronengas kommt es zu zwei Effekten: Unterhalb des Netzwerks werden die Elektronen verdrängt, während sich in den Poren kleine «Elektronenseen» in so genannten Quantentöpfen bilden.

Durch die Veränderung sowohl des Porenabstandes als auch des Porendurchmessers besteht nach Angaben der Forschenden die Möglichkeit, die Eigenschaften des Materials gezielt zu verändern. Eine weitere Möglichkeit zur Veränderung biete sich durch das Befüllen der Poren mit Gast-Molekülen. Dadurch würde ein direkte Zugriff auf die Eigenschaften ermöglicht, welche von den Elektronen bestimmt werden, heisst es weiter. Dazu gehöre zum Beispiel die Leitfähigkeit, die Reflektivität oder die katalytischen Eigenschaften der Oberfläche. Auf diese Weisen können Materialien mit neuen steuerbaren Eigenschaften entstehen.

Kanton Aargau finanziert mit

Das SNI wird vom Kanton Aargau mitfinanziert. Zum Institut gehören das 2001 gegründete Netzwerk des Nationalen Forschungsschwerpunktes Nanowissenschaften und das 2006 neu geschaffene Argovia-Netzwerk. Das SNI betreibt nanowissenschaftliche Grundlagenforschung, die Impulse in den Lebenswissenschaften und in der Informations- und Kommunikationstechnologie geben können.