Mikroskopisch kleine Ampelmännchen® stellen Leistungsfähigkeit von neuer Nanodruck-Technik unter Beweis

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Rüschlikon, Schweiz, 22. Februar 2012—Wissenschaftlern aus dem IBM (NYSE: IBM) Forschungszentrum Zürich ist es in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich erstmals gelungen mit einem spezialisierten Anordnungs- und Druckprozess auf der Nanoskala, so genannte Nanostäbchen – 25 Nanometer auf 80 Nanometer gross – präzise und mit gezielter Längs- oder Querausrichtung auf einer Oberfläche anzuordnen. Um den Beweis anzutreten, dass ihre Methode funktioniert, haben die Forscher ein stehendes und gehendes Ampelmännchen® aus kontrolliert ausgerichteten Gold-Nanostäbchen konstruiert. Ein interessantes Anwendungsgebiet für die Methode liegt im Bereich des Fälschungsschutzes für wertvolle Produkte wie Uhren, Schmuck oder Kunstwerke.

Das Wissenschaftsjournal Advanced Functional Materials berichtet in seiner Ausgabe vom 22. Februar 2012 über die Leistung der Forscher. Sie haben einen Nano-Anordnungs- und Druckprozess entwickelt, der das Drucken beliebiger Muster mit Einzelpartikelauflösung möglich macht. In der nun vorgestellten Arbeit können sie erstmals zeigen, dass selbst längliche Nanostäbchen mit gezielter gleichförmiger Ausrichtung — längs oder quer — mit dem Verfahren angeordnet werden können. Ihre oft einzigartigen Eigenschaften bleiben dabei erhalten.

Dr. Heiko Wolf, Leiter des Projektes bei IBM Research – Zürich erklärt hierzu: „Wir nutzen die Oberflächenspannung des Wassers und eine nano-strukturierte Schablone, um die Nanostäbchen anzuordnen. Anschliessend können sie dann durch ein Druckverfahren auf eine beliebige Fläche übertragen werden.“

Solche Nanostäbchen, die kleiner sind als 100 Nanometer, haben oft einzigartige Eigenschaften. Die nicht-kugelförmigen Teilchen sind auch deshalb interessant, da sich bei ihnen bestimmte Eigenschaften in Abhängigkeit der Ausrichtung nutzen lassen. Bei den in den Experimenten verwendeten Gold-Nanostäbchen, zum Beispiel, können die optischen Eigenschaften gezielt verwendet werden. Betrachtet man diese durch einen Polarisationsfilter, verändert sich die Farbe des Lichts in Abhängigkeit der Ausrichtung der Stäbchen relativ zum Filter. So konnten die Forscher ein rotes, stehendes sowie ein grünes, laufendes Ampelmännchen®, angeordnet aus derselben Art von Nanostäbchen nur in veränderter Ausrichtung, zeigen. Mit einer Grösse von 60 Mikrometern sind die Ampelmännchen® etwa 2500-mal kleiner als ihre Originale.

Geeignete Verfahren, um eine grosse Anzahl von Nanostrukturen oder funktionalen Teilchen effizient und präzise auf Oberflächen aufzubringen, sind für die praktische Umsetzung vieler Nanotechnologie-Innovationen eine essentielle Anforderung. Mit der ausgefeilten Drucktechnik steht eine vielseitige und leistungsfähige Herstellungs-methode zur Verfügung, die in zahlreichen Gebieten wie dem erwähnten Fälschungsschutz oder der Elektronik, Energietechnologie oder IT neue Wege eröffnet, diese kommerziell nutzbar zu machen.

® Ampelmann GmbH