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Nanotechnik: Nanowürfel bilden Mikroseile

Würfelförmige Nanoteilchen aus Magnetit lagern sich, getrieben von zwei gegensätzlichen Kräften, zu helixförmigen seilartigen Strukturen zusammen.
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Ein prekäres Kräftegleichgewicht bringt nanometergroße Würfel aus Magnetit dazu, sich zu lang gestreckten helixförmig verwundenen Fasern zusammenzudrehen. Ein internationales Team um Rafal Klajn vom Weizmann Institute of Science entdeckte das bisher unbekannte Phänomen bei Experimenten mit hohen Konzentrationen der Würfel in einem Magnetfeld. Die so erhaltenen Helixstränge erinnern an Seile und sollen neue Einblicke in die bisher noch weit gehend unbekannten Mechanismen der Selbstorganisation auf Nanoebene geben.

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Mikroseil | Die Nanowürfel lagern sich versetzt aneinander und bilden so diese Fasern.

Wie die Forscher in Computersimulationen herausfanden, beherrschen zwei Kräfte das Geschehen: Einerseits die magnetischen Kräfte zwischen den von Natur aus magnetisierbaren Magnetitteilchen, andererseits die Van-der-Waals-Wechselwirkung, die zwischen Flächen wirkt. Die magnetischen Kräfte versuchen, die Würfel Ecke an Ecke anzuordnen, während die Van-der-Waals-Kraft die Kontaktfläche maximiert. Das Ergebnis sind Würfel, die gegeneinander versetzt sind und so helikale Strukturen bilden, die sich zu langen Strängen aneinanderlagern. Die Wissenschaftler wollen jetzt erforschen, wozu das gut ist.

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