Zum ersten Mal haben Wissenschaftler freie Nanosilberpartikel in 3-D "fotografiert". Das deutsch-amerikanische Forscherteam um Ingo Barke hat hierfür gemessen, wie an den winzig kleinen Partikeln Licht gestreut wird. Die Messung fand am Röntgenlaser FLASH des Deutschen Elektronen-Synchrotrons (DESY) in Hamburg statt.

Die Anlage sendet besonders intensive Röntgenlicht-Laserpulse von nur wenigen Femtosekunden Dauer aus. Dadurch ist es möglich, auch schnelle Prozesse zu vermessen – wie zum Beispiel eben den Vorbeiflug eines Nanoteilchens. An der Art und Weise, wie ein Partikel das Laserlicht streut, können die Forscher auf dessen dreidimensionale Struktur zurückrechnen.

Zwar lassen sich Nanoteilchen auch mit anderen Messmethoden sichtbar machen. In der Regel funktionieren diese aber nur, wenn die Partikel an Substrate gebunden sind – Bindungen, die auch die Struktur verändern können. Im Gegensatz dazu liegen die Teilchen am FLASH frei und ungebunden vor.

Bereits die jetzt zu Testzwecken produzierten und vermessenen Teilchen erwiesen sich als überraschend vielgestaltig. Die Wissenschaftler stießen auf hochsymmetrische Formen, deren genaue Gestalt abhängig von der Größe des jeweiligen Partikels war. Einige der nun nachgewiesenen Strukturen galten zuvor als energetisch zu instabil, als dass sie ab einer definierten Größe vorkommen sollten – oder waren in vorhergehenden Messungen nicht sichtbar, da sie ausschließlich in ungebundenem Zustand existieren.

Die Messmethode wurde zunächst nur an Silberpartikeln getestet. Nach Meinung der Forscher eröffnet das Verfahren eventuell eine Reihe neuer Möglichkeiten: So könnten Wissenschaftler womöglich "filmen", wie Teilchen wachsen, in andere Phasen übergehen oder auf bestimmte Einflüsse reagieren. Denn mit der Form hängt immer auch zusammen, welche Eigenschaften die Teilchen besitzen – und damit ihre Bedeutung in unserem Alltag: Maßgeschneiderte Nanopartikel geben uns zum Beispiel UV-Schutz in Sonnencremes, dienen als Farbstoffe in Lebensmitteln, werden in Arzneimitteln eingesetzt – oder reizen als Feinstaub unsere Atemwege.