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Begegnung von Wissenschaft und Kunst

In der Ausstellung „Kunst-9 nano mal anders“ gewährten Nanowissenschaftler von CeNS und NIM der LMU München mit ihren Aufnahmen Einblick in eine Welt, die unseren Augen sonst verborgen ist. Vom 14. Januar bis zum 15. Februar 2010 waren die Bilder aus der Welt im Nanometer-Maßstab in der U-Bahn-Galerie des U-Bahnaufgangs Universität (Nord) zu sehen. Die Ausstellung wurde am Donnerstag, 14. Januar 2010 eröffnet Einladungsflyer, musikalisch umrahmt durch die Band „UnCeNSiert“. Organisiert wurden die Ausstellung und Vernissage vom Center for NanoScience (CeNS) und der Nanosystems Initiative Munich (NIM) mit freundlicher Unterstützung durch den Bezirksausschuss 3 Maxvorstadt. Folgende Bilder wurden in der Ausstellung gezeigt:

Druck von leuchtenden Halbleiter-Nanokristallen auf Glas mittels eines Tintenstrahldruckers. Diese Technik könnte z.B. für die Herstellung von Solarzellen genutzt werden. Größe eines Quadrats im Schachbrettmuster (rechts): 1 mm.

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Halbleiter-Nanokristalle unterschiedlicher Größe leuchten in verschiedenen Farben. Größere Teilchen erscheinen rot-orange, während kleinere Kristalle gelb-grün leuchten. Dieser Effekt beruht auf den Quanteneigenschaften dieser kleinsten Teilchen.

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Blaues Licht aus Molekülen. Mit einer neuen Generation von Bauteilen aus molekularen Halbleitern wird Strom effizient in strahlendes Licht konvertiert. Diese organischen Leuchtdioden (OLED) sind das Resultat nanotechnologischer Forschung in den Bereichen Optoelektronik und Festkörperphysik.

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Lichtmikroskopische Aufnahme einer fluoreszenzgefärbten Endothelzelle. Sichtbar sind der Zellkern (blau), Aktinfilamente (rot), und die Mitochondrien (grün). Endothelzellen sind spezialisierte Zellen, welche die Innenseite der Blutgefäße auskleiden.

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Querschnitt durch zwei Mauszellkerne in einer frühen Phase der Zellteilung (Prophase). Die kondensierten Chromosomen sind rot, die Kernhülle blau und Mikrotubuli, ein Bestandteil des Zellskeletts, grün eingefärbt. Das Bild wurde mittels einer neuentwickelten hochauflösenden Mikroskopiertechnik (3D-SIM) aufgenommen.

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Mikroskopische Aufnahme zweier Liposome, die mit Goldnanopartikeln dekoriert wurden. An einigen Stellen führte die Verbindung der Nanopartikel zu einem Abtrennen der Lipide, aus denen sich die Röhren und kleineren Kugeln bildeten.

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Die mikroskopische Aufnahme zeigt Goldelektroden, die vom nadelförmigen Kompositmaterial aus C60 (Fulleren) und CdSe (anorganischer Halbleiter in nanokristalliner Form) bedeckt sind. Das Kompositmaterial wandelt einfallendes Licht in Strom um, welcher über die Goldelektroden gemessen wird. Die Stromstärke hängt hierbei von dem verwendeten Materialgemisch (C60 mit CdSe) ab.

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Hierarchische Anordnung von Nanokanälen. Blick mit dem Transmissions-elektronenmikroskop entlang parallel angeordneter Kanäle in Aluminiumoxid (im Bild blau eingefärbt). Diese Kanäle sind wiederum gefüllt mit Siliziumdioxid (rot eingefärbt), das spiralartig angeordnete Kanäle aufweist. Die Kanalarchitektur mit Durchmessern von etwa 200 Nanometern und 10 Nanometern entsteht durch Selbstorganisation beim chemischen Herstellungsprozess.

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Elektronenfähre: Eine Goldinsel mit einem Durchmesser von etwa einer fünfhundertstel Haaresbreite sitzt auf einer freitragenden Keramiksaite (rot), deren Aufhängepunkte außerhalb des Bildes liegen. Wird die Saite, wie eine Gitarrensaite, zur Schwingung angeregt, so kann sich die Goldinsel zwischen dem linken und rechen Goldkontakt (gelb) hin- und herbewegen und dabei etwa 10 Millionen Mal in der Sekunde einzelne Elektronen transportieren.

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Chaotische Bewegung eines gebremsten Teilchens, das sich horizontal in einem periodischen Kraftfeld fortbewegt und zusätzlich hin und her geschaukelt wird. Die weißen Punkte geben den Ort (horizontal) und die Geschwindigkeit (vertikal) des Teilchens nach der klassischen Dynamik an. Die Farbdarstellung zeigt die entsprechenden Werte nach den Regeln der Quantenphysik: In Gebieten der klassischen Dynamik ist die Aufenthaltswahrscheinlichkeit groß (orange-gelb) und davon entfernt eher klein (grün-dunkelblau).

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Darstellung des Enzyms Trypsin, welches in einer Pore in mesoporösem
Siliziumdoxid fest gebunden ist. Solch verkapselte Enzyme zeichnen sich durch größere Stabilität, verlängerte Lebensdauer und vereinfachte Handhabung gegenüber freien Enzymen aus. Diese verbesserten Eigenschaften des Trypsins sind für Anwendungen in der Biotechnologie von Bedeutung.

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Simulation der räumlichen Verteilung dreier Bakterienarten (rot, gelb und blau dargestellt), die sich gegenseitig dominieren - wie im Kinderspiel „Stein-Schere-Papier“. Das Bild zeigt, dass alle drei Spezies miteinander koexistieren können, wenn sie räumlich abgrenzt sind.

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