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Die aktuellsten Nachrichten aus der Rubrik Forschung & Entwicklung:

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Nanoskopie mit Quantenpunkten

07.03.2013

Eine neue Mikrofluidik-Einheit bewegt mit Nanometerpräzision einzelne Quantenpunkte. Diese können als Sonden für mikroskopische Aufnahmen mit bisher unerreichter Ortsauflösung verwenden werden.

Photonen aus opt. angeregtem, posititionsgesteuertem Quantenpunkt (li.) koppeln bei Abstand <50nm (re.) in den Silber-Nanodraht (gestrichelt) und werden an dessen Enden abgestrahlt

"Die Positionierung, Messung und exakte Manipulation von Objekten in Nanometergröße ist eine ständige Herausforderung bei der Entwicklung ultrakompakter Elektronik, zukün...
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Nano-Oberflächen für die Eiweißforschung

07.03.2013

Ob ein Material Proteine abstößt oder aber verstärkt anhaften lässt, soll durch Nanostrukturierungen der Oberfläche gezielt gesteuert werden.

Prof. K. Jandts Team erforscht u.a., wie nanostrukturierte Oberflächen die Anlagerung von Eiweißen so beeinflussen, dass weniger Bakterien haften bleiben (Bild: Peter Scheere/FSU)
Bildquelle: FSU

"Das Verständnis der Eiweiß-Adsorption an Materialoberflächen und die Steuerung dieser Prozesse sind zentrale Anliegen der modernen Materialwissenschaft und der Biophysik...
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Lasergenerierte 3D-Mikrostrukturen für die Zellforschung

07.03.2013

Eine neuartiges Polymergitter soll besonders präzise die extrazelluläre Matrix von natürlichem biologischem Gewebe nachbilden und in der Stammzellenforschung gezieltes Gewebewachstum ermöglichen.

Die lebenden Zellen (grün) werden in der dreidimensionalen Struktur festgehalten. Ein Laser härtet das flüssige Material genau am Fokuspunkt aus

"Das Verhalten von Zellen hängt stark von der Umgebung ab, in der sie sich befinden. Sie lassen sich problemlos auf einer ebenen Fläche ansiedeln, doch solche Zellkulture...
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Neuronen beim Wachsen zusehen

07.03.2013

Eine verfeinerte holographische Mikroskopietechnik gewährt nahezu in Echtzeit dreidimensionale Einblicke in lebende Zellen.

Yann Cotte (li.) & Fatih Toy bilden Zellinneres in 3D ab (li. Zellkern), unten: der Laser wird rotierend auf eine Probe fokussiert und per Kamera holographisch erfasst
Bildquelle: EPFL

"Forscher der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Schweiz, haben ein holographisches Mikroskop mit rechnergestützter Bildverarbeitung entwickelt, das innerha...
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Mit Diamant zum Supermikroskop

07.03.2013

Ein nanooptischer Magnetfeld-Sensor erreicht eine millionenfach höhere Ortsauflösung als klinische Tomographen. In Zukunft könnte er Kernspintomographen für Moleküle ermöglichen.

Computervisualisierung der Kernspin-Detektion: Ein Farbzentrum in Diamant (roter Punkt) weist das Kernspin-Magnetfeld eines wenige nm großen Volumens nach (farbiger Tropfen, oben)

Physiker der Universitäten Stuttgart und Bochum sowie am IBM-Forschungszentrum in Almaden, San Jose, Kalifornien, USA, haben zeitgleich über eine neue Methode berichtet, ...
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Mikroskopische Teilchen per Laser drehen und wenden

07.03.2013

Faseroptisches Halten und Drehen menschlicher Muskelzellen

Physiker der Universität von Texas in Arlington, USA, haben ein optisches Werkzeug zur Manipulation kleinster Zellbestandteile und DNA entwickelt, das sich auch als mikro...
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Zellkerndynamik messen

07.03.2013

Eine neue Messmethode verfolgt Wechselwirkungen zwischen Proteinen und DNA im Zellkern mit ms-Zeitauflösung. Damit konnte in lebenden Zellen die Bindung spezialisierter Proteinkomplexe gemessen werden. Diese verändern gezielt die 3D-Struktur der DNA und steuern so das Auslesen der Erbinformation.

Mikroskopbilder (schematisch) nach Fluoreszenz-Photobleichen. „Schatten“ stellen gebleichte Proteine dar, die sich während der Bilderfassung bewegten (Bild: F. Erdel & K. Rippe)

"Im menschlichen Genom sind die DNA-Stränge um bestimmte Verpackungsproteine (Histone) gewickelt. Zwischen diesen als Nukleosomen bezeichneten Komplexen befinden sich DNA...
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Kontaktlinse als Anzeigeelement

07.03.2013

Ein sphärisch geformtes LCD-Display soll sich zur Implementierung in Kontaktlinsen eignen.

Flüssigkristall-Kontaktlinsen-Display, hier mit der Darstellung eines Dollarzeichens

In Belgien am Zentrum für Mikrosystemtechnik (CMST), einem Partnerlabor des Interuniversity Microelectronics Centre (imec) in Leuven und der Universität Gent, ist die Ent...
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Laserstrahl zieht Partikel an

05.03.2013

Große Objekte mit Laserstrahlen zu bewegen ist Science Fiction in Filmen, in Wirklichkeit nicht zu erreichen. Wissenschaftlern ist es allerdings gelungen, einen „Traktorstrahl“ zu erzeugen, der mikroskopisch kleine Partikel zur Lichtquelle zieht.

Interferierende Laserstrahlen üben je nach Einfallswinkel und Polarisation Zug- oder Druckkräfte auf die Partikel aus, die sich z.B. in Ketten anordnen oder sortiert werden können

Normalerweise werden Festkörperteilchen bei der Wechselwirkung mit einem Photonenstrom von der Lichtquelle weg bewegt. Wissenschaftler vermuteten schon seit einigen Jahre...
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Blutdiagnose mit Nanosensor

01.03.2013

Norwegische Forscher haben den weltweit ersten Nano-Partikel-Sensor zur Messung einzelner Moleküle in einer Blutprobe entwickelt.

Im photonischen Kristall gefangene Moleküle erzeugen ein opt. Signal. Unten v.l.: Ib-Rune Johansen, Michal Mielnik und Jon Olav Grepstad (Bild: SINTEF ICT / Werner Juvik)
Bildquelle: SINTEF

Verschiedenste Proteine und weitere Bestandteile des Blutes liefern Informationen über den Gesundheitszustand unseres Körpers. Der untersuchende Arzt kann derzeit allerdi...
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Mikrooptiken für IR-Anwendungen

28.02.2013

Galliumphosphid verbessert die Abbildungs-eigenschaften von Mikrolinsensystemen für den Einsatz im infraroten Spektralbereich.

Mikrolinsenarray aus Galliumphosphid

Mikrolinsen, Mikrolinsenarrays und diffraktive Optiken werden in medizinischen Anwendungen zur Homogenisierung von Laserstrahlen eingesetzt, z.B. für die Augenchirurgie o...
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Mikroskopische Einblicke ins Immunsystem

26.02.2013

Vorgänge in der Arbeit der Immunabwehr wurden erstmals in ganzen Gewebestücken sichtbar gemacht.

Mike Friedrich vom Rudolf-Virchow-Zentrum ist an der Weiterentwicklung der Lichtblattmikroskopie beteiligt (Bild: Waldemar Salesski, RVZ)
Bildquelle: RVZ

Die Lichtblatt-Mikroskopie erlaubt es, vollständige Gewebeproben innerhalb weniger Minuten zu durchleuchten, ohne sie erst in Scheiben schneiden zu müssen. Das Prinzip di...
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Laserpolitur beschleunigt Oberflächenfinish

25.02.2013

Ein Konsortium von sieben Projektpartnern beschleunigte die Fertigung dentaler und blutführender Implantate, ohne deren Bio- und Hämokompatibilität zu beeinträchtigen.

Unbehandelte (links) und laserpolierte Komponente des Herzunterstützungssystems Incor aus Titan der Berlin Heart GmbH

Wesentlich für das erfolgreiche Einsetzen eines Implantats ist dessen Oberflächenbeschaffenheit. So erfordern z.B. Knochenimplantate eine poröse Struktur, damit Zellen gu...
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Hyperspektral-Video in Echtzeit

20.02.2013

Sektorierte CMOS-Sensoren mit einem stufigen integrierten Hyperspektralfilter ermöglicht erstmals chemisch kodierte Videoaufnahmen mit hohen Bildraten.

Die CMOS-Kamera liefert neben Einzelbildern auch hyperspektrale Videoaufnahmen in Echtzeit. Im Hintergrund die separaten Bilder der 32 Kacheln, entsprechend den einzelnen Spektralbändern

Das belgische Forschungszentrum imec, Leuven, entwickelte den Prototyp einer Hyperspektralkamera, die erstmals sowohl Schnappschuss-Einzelbilder als auch Videoaufnahmen e...
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Innovative Chiptechnik für die Medizin

20.02.2013

Mittelständische Unternehmen sollen ein Werkzeug für den Entwurf integrierter medizintechnischer Systeme erhalten, das deren schnelle und wirtschaftliche Kommerzialisierung ermöglicht.

Implantate auf Basis neuer Technologien lassen sich mit SiPs umsetzen
Bildquelle: UKE, Andreas Koops

Ansätze wie die Nanoelektronik in der Medizintechnik und System-in-Package-Chips (SiPs) eröffnet Ärzten immer neue Behandlungsmöglichkeiten. Bei den SiPs werden Schaltkre...
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Mikroresonatoren für die Molekülspektroskopie

06.02.2013

Durch Frequenzkämme im mittleren Infrarot lassen sich Moleküle in kürzester Zeit und mit hoher Empfindlichkeit nachweisen und charakterisieren.

Kristalliner MgF2-Mikroresonator, (a) SEM-Bild mit simuliertem Intensitätsprofil, (b) optische Mikroskopaufnahme, (c) Simulation: FSR und FSR-Differenzen optischer Resonanzmoden

Die derzeit üblichen Techniken, Frequenzkämme im mittleren Infrarot zu erzeugen, beruhen auf sehr unhandlichen, kostspieligen und in ihren Anwendungen eingeschränkten Sys...
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Lineale aus DNA zur Vermessung der Nanowelt

05.02.2013

Regelmäßige nanoskalige DNA-Strukturen mit präzise einstellbaren Abständen bieten erstmals eine verlässliche Methode, um die Abbildungsleistung superauflösender Mikroskope zu bestimmen und zu vergleichen. Diese Nanometer-Lineale sollen zukünftig kommerziell erhältlich sein.

Rechteckige DNA-Struktur mit Farbstoffreihen im Abstand von 70 nm. Optimal eingestellte Superauflösungsmikroskope können diese Markierungen auflösen (Ausschnitt rechts)

Superauflösende Mikroskope erlauben die optische Beobachtung biologischer Strukturen bis in den molekularen Bereich hinein. Entsteht dabei ein unscharfes Bild, konnte bis...
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Schadstoff-Schnelltest

19.09.2012

Bei einem neuen einstufigen Analyseverfahren stellen Silber-Nanodrähte zugleich Test- und Trennmedium dar und verbinden so zwei Analyseschritte miteinander, um Erreger und Schadstoffe schneller nachweisen zu können.

Yao-Wen Huang, Jing Chen, Yiping Zhao und Justin Abell vor der Bedampfungsanlage im UGA Nanoscale Science Center

Bei der Oberflächen-verstärkten Raman-Spektroskopie (SERS) wird eine Änderung der Laserfrequenz durch Lichtstreuung gemessen und über die charakteristische Raman-Verschie...
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Keimbekämpfung: Mit Plasmen gegen Mikroorganismen

19.09.2012

Wie man Bakterien, Pilze und Sporen mit Plasmen bekämpft, soll in einem interdisziplinären Physik/Biologie-Projekt erforscht werden.

Plasmajet: Argonplasma bei Atmosphärendruck im Kontakt mit einem Finger

Plasmen – positiv oder negativ ionisierte Gase – erzeugen Radikale, ultraviolette Strahlung und elektrische Felder, die miteinander kombiniert äußerst effektiv gegen Bakt...
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Portables Mikroskop macht Blutkörperchen sichtbar

17.09.2012

Konventionelle Bluttests setzen eine Probenentnahme voraus und benötigen eine gewisse Zeitspanne, um Ergebnisse zu liefern. Ein tragbares optisches Mikroskopsystem liefert nun Bluttestergebnisse in Echtzeit mittels hochauflösender Bilder aus einer Kapillare durch die Haut hindurch.

Oben: In-vivo Aufnahme roter Blutkörperchen. (a) Das Lichtspektrum liefert die lateralen Informationen der Schnittaufnahme. (b) 2D-Aufnahme über die Wellenlänge und die Zeitachse

Ein Forscherteam des Biomedical Engineering Department am Technion – Israel Institute of Technology, Haifa, hat ein neues optisches Mikroskop entwickelt, das in Echtzeit ...
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