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News: Ultradünne Schichten

Wissenschaftler des Max Planck Instituts für Polymerforschung in Mainz haben in Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe von Professor Schouten an der Rijksuniversiteit Groningen zum ersten Male die elektromechanischen Eigenschaften von Polypeptiden untersucht, die direkt auf einer ebenen Fläche gewachsen sind.
Eine der Herausforderungen der supramolekularen Chemie ist die Herstellung von ultradünnen Schichten mit einer stabilen polaren Anordnung. Materialien mit solchen Eigenschaften werden für die Konstruktion von nanometer-großen piezo- und pyroelektrischen Schaltungen ebenso benötigt wie für elektrooptische Anwendungen. Die Wissenschaftler aus Mainz und Groningen ließen monomolekulare Filme des helikalen Polypeptids poly-gamma-benzyl-L-Glutamat (PBLG) in einer Dicke von 15 Nanometern direkt auf einer ebenen Aluminiumfläche „wachsen“. Durch Infrarotspektren konnte gezeigt werden, daß die alpha-helikalen Polypeptide sich aufrecht auf der Oberfläche angeordnet hatten (Science vom 2. Januar 1998).

Mit Hilfe eines speziellen Meßinstrumentes, des Normanski optical interferometer, konnte die Polarisation des PBLG näher untersucht werden. Es stellte sich heraus, daß sie mit der von konventionellen ferroelektrischen Materialien vergleichbar ist. Dieses Ergebnis besagt, daß bei der von der Oberfläche aus beginnenden Polymerisation die helikalen Ketten in eine polare Anordnung gezwungen werden. Obwohl diese piezoelektrisch aktiven Schichten einen geringeren piezoelektrischen Koeffizienten besitzen als die meisten kommerziellen Materialien, können sie auf einer großen Bandbreite von Elektroden ohne Notwendigkeit einer später nachfolgenden Ausrichtung gezüchtet werden.

Die Experimente der beiden Arbeitsgruppen belegen zum ersten Male, daß die theoretischen Voraussagen, wie einzelne Polypeptide in ihrer helikalen Form entlang der helikalen Achse vorliegen, der Realität entsprechen.

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