Neues deutsches Zentrum für Erforschung von Nanostrukturen

"Center for Interdisciplinary Nanostructure Science and Technology" in Kassel

Ein neues wissenschaftliches Zentrum zur interdisziplinären Erforschung von Nanostrukturen und Nanotechnologien wurde jetzt an der Universität Kassel eingerichtet. Das "Center for Interdisciplinary Nanostructure Science and Technology" (CINSaT) wird von acht Professuren aus den Fachbereichen Physik, Biologie/Chemie und Elektrotechnik gemeinsam getragen.

Es befasst sich mit der Erforschung und Anwendung von Nanostrukturen. Parallel zum Ausbau des Forschungsschwerpunkts ist die Einrichtung eines neuen, interdisziplinären Diplom-Studiengangs "Nanostrukturwissenschaft - Nanostructure and Molecular Sciences" zum Wintersemester 2002/2003 angekündigt worden.

Nanostrukturen sind aus Atomen oder Molekülen aufgebaute Systeme, die Abmessungen im Nanometerbereich, also von der Größenordnung eines milliardstel Meters besitzen. Außer durch äußerst geringe Größe können sie sich auch durch spezielle Form, Anordnung, Orientierung oder Funktion einzelner Komponenten auszeichnen. Beispiele sind langreichweitige Nanodrähte, Halbleiter-Quantenpunkte, mit lithographischen Verfahren hergestellte Strukturen, Nanopartikel einheitlicher Größe und Form, Kohlenstoff-Nanoröhrchen, selbstorganisierende Filme organischer Moleküle, molekulare Motoren sowie eine Vielzahl von Biomolekülen. Durch die geringen Dimensionen der Nanostrukturen entstehen spezielle physikalische, chemische und biologische Eigenschaften. Mit der gezielten Präparation und Analyse von Nanostrukturen lassen sich daher völlig neue Materialien mit maßgeschneiderten Charakteristika und Funktionen realisieren. Ihnen widmet sich das Center for Interdisciplinary Nanostructure Science and Technology an der Universität Kassel.

Die Zielsetzung des interdisziplinär ausgerichteten Wissenschaftlichen Zentrums konzentriert sich auf zwei große Themenkreise: Es sollen neuartige Nanostrukturen hergestellt, auf ihre außergewöhnlichen Eigenschaften hin untersucht und - soweit möglich - die Nutzung der Forschungsergebnisse in Zusammenarbeit mit industriellen Partnern gefördert werden. Dabei ist geplant, neue Wege zur Synthese von Nanostrukturen zu gehen, wobei weniger den klassischen lithographischen Verfahren als selbstorganisierenden und lichtinduzierten Prozessen maßgebliche Bedeutung zukommt. Dabei sollen biologische Bauprinzipien und Wachstumsprozesse als Vorbild, die Methoden der Supramolekularen Chemie, d.h. selbstorganisierende Aggregation durch molekulare Erkennung, als Instrumentarium dienen. Die Messung molekularer Kräfte in Biomolekülen und die Untersuchung ihrer Dynamik ist ebenfalls ein wichtiges Teilgebiet. Ein wesentlicher Gesichtspunkt wird ferner die Kombination anorganischer und organischer Materialien sein sowie deren Verknüpfung und Strukturierung auf molekularer Ebene bis hin zum Zusammenwirken von klassischer Halbleiterelektronik und lebender Materie.

Parallel zur Herstellung von Nanostrukturen sollen Methoden zu deren Charakterisierung mit höchster Zeit- und Ortsauflösung weiterentwickelt und nutzbar gemacht werden. Dabei spielen zum einen bildgebende hochauflösende Rastersondenmikroskopien, zum anderen moderne optische Verfahren bis hin zur Entwicklung einer "Nano-Optik" die entscheidende Rolle. Beispiele sind grenzflächenspezifische optische Frequenzverdopplung, konfokale Mikroskopie, Mehrphotonenmikroskopie, optische Nahfeldmikroskopie sowie zeitaufgelöste Ultrakurzzeitverfahren mit Femtosekundenlaserpulsen.