Bisher nur als statisches Abbild sichtbar: In den Chloroplasten von Pflanzenzellen wird Sonnenlicht umgewandelt, um daraus energiereiche organische Verbindungen zu konstruieren. Mit neuen Nanoskopen soll die Photosynthese nun „live und in Action“ beobachtbar werden. Foto: Kristian Peters, Wikipedia. GNU-1.2-Lizenz
Dresdner bauen dynamisches Nanoskop für Blick in atomare Welten
Dresden/Berlin, 10. August 2015. Um den winzigen Solar-Kraftwerken in einer Pflanze live zuzusehen, wie sie während der Photosynthese aus Sonnenlicht komplexe organische Moleküle zusammenbauen, fehlte den Naturforschern bisher das geeignete Werkzeug: Bisher konnten sie allenfalls Standbilder von diesen Chloroplasten machen, für „Videos“ fehlte ihnen einfach die nötige Auflösung. Wissenschaftler aus Dresden und Berlin haben diese Hürde nun überwunden: Sie haben heute ein „Nanoskop“ vorgestellt, das anders als gewöhnliche „Mikroskope“ auch Vorgänge in Bewegung sichtbar macht, die sich in einer Größenskala von wenigen Nanometern (Millionstel Millimeter) abspielen.
Wissenschaftlern wollen auch Elektronen-Tanz beim Supraleit-Sprung sehen
Die Wissenschaftler hoffen, der Natur damit auch noch ganz andere Geheimnisse abringen zu können. Zum Beispiel, was genau eigentlich passiert, wenn manche Materialien tiefgekühlt werden und plötzlich anfangen, Strom widerstandslos zu leiten. Dieser Supraleit-Effekt ist bisher nur teilweise theoretisch erforscht. Sollte es gelingen, mit weiter verbesserten Nanoskopen bei diesem besonderen Tanz der Elementarteilchen live zugucken zu können, wäre es vielleicht auch möglich, irgendwann einmal Supraleiter zu konstruieren, die ohne Kühlung auch bei Raumtemperatur funktionieren – und damit Maschinen und Geräte, die so gut wie keine Energie mehr verschwenden. Aber auch viele andere physikalische, chemische und biologische Prozesse sollen künftig live verfolgbar werden.
Für die Nanoskop-Konstruktion hatten sich Forscher des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR), der TU Dresden und der FU Berlin zusammengetan. Sie kombinierten dafür Laser-Nahfeldmikroskope, Ultrakurzzeit-Spektroskope und neue Korrekturmethoden. Dadurch können sie nun molekulare Vorgänge wenigen Nanometern Größe in Bewegung filmen, die nur wenige Femto-Sekunden (Billiardstel Sekunden) dauern.
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