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NIM nanosystems initiative munich

In Form für den richtigen Schnitt

Bevor genetische Information in Proteine umgesetzt wird, entfernt eine komplexe molekulare Maschine – das Spleißosom – nicht benötigte Sequenzen. Dabei spielt dessen Struktur eine wichtige Rolle, wie NIM-Wissenschaftler zeigen.

Gene in der Zange

Physiker des NIM-Clusters haben eine Methode entwickelt, um Biomoleküle einfach und effizient auf ihre mechanischen Eigenschaften zu untersuchen. Dazu arbeiten sie mit nanometergroßen Klammern aus künstlichen DNA-Strängen.

Kräftemessen im Erbgutmolekül

Die DNA hat normalerweise die Struktur einer Doppelhelix. Für ihre Stabilität sind unter anderem die sogenannten Basenpaar-Stapelwechselwirkungen verantwortlich. Wissenschaftlern der TUM ist es zum ersten Mal gelungen, diese Kraft direkt zu messen. Das Wissen könnte helfen, präzise molekulare Maschinen aus DNA zu konstruieren.

Zufallsbewegung und gezielter Stopp

Biologische Zellen müssen ihr Skelett immer wieder umstrukturieren. LMU-Physiker zeigen, dass die beteiligten Proteine ihren Einsatzort durch Diffusion sehr effizient erreichen – vorausgesetzt, sie halten am Ziel an.

DNA-Domino auf einem Chip

Normalerweise stoßen sich einzelne DNA-Moleküle gegenseitig ab. Ist jedoch wenig Platz, müssen die Moleküle dichter gepackt werden. In Spermien, im Zellkern und in der Protein-Hülle eines Virus ist dies der Fall. Einem Physiker-Team ist es nun gelungen, diese sogenannte DNA-Kondensation auf einem Chip nachzuempfinden.

Ein neuer Auftrieb für die molekulare Mikroskopie

Resonator-verstärkte Raman-Streuung gibt Aufschluss über Struktur und Eigenschaften von Kohlenstoff-Nanoröhrchen

Stabile Muster

Die richtige Verteilung von Proteinen in der Zelle ist für viele Lebensprozesse entscheidend. NIM-Wissenschaftler zeigen, dass einmal entstandene Proteinmuster auch unter wechselnden Bedingungen erstaunlich stabil sind.

Fliegender Teppich

Credit: IFM, University of Linköping

NIM-Forscher und Kollegen haben es geschafft, eine organische Nanoschicht vom Metall abzukoppeln, auf dem sie gewachsen ist. Sie schleusten Jod-Atome dazwischen und die Schicht verhielt sich fast freischwebend. So könnte man sie auf Oberflächen übertragen, die sich besser für molekulare Elektronik eignen.

Leben ist Bewegung

Lebende Systeme wie die Flimmerhärchen von Epithelzellen verletzen das Prinzip des detaillierten Gleichgewichts. Ihre aktive Bewegung könnte theoretisch genutzt werden, um kleinmaßstäbige Maschinen anzutreiben. Bild: C. Hohmann (NIM), M. Leunissen (Dutch Data Design)

Bewegen sich mikroskopisch kleine Teilchen von selbst, oder werden sie bewegt? Eine vom theoretischen Biophysiker Chase Broedersz (LMU) und Kollegen entwickelte Methode erkennt den Unterschied und ermöglicht neue Einblicke in fundamentale Prozesse des Lebens.

Friedrich Simmel erhält ERC Grant

NIM-Mitglied Friedrich Simmel vom Physik-Department der TU München war in der aktuellen Vergaberunde der ERC-Grants erfolgreich. Sein interdisziplinäres Projekt ist an den Schnittstelle von Physik und Biologie angesiedelt und versucht auf seine Weise wissenschaftliches Neuland zu betreten.

Die Mechanik der Zelle

Modell eines zellulären Vesikels mit aktivem Zytoskelett (grün), das Kräfte auf die umgebende Zellmembran ausübt – Bild: Etienne Loiseau / TUM

Lebende Zellen müssen sich aktiv verformen können, sonst könnten sie sich beispielsweise nicht teilen. An der Technischen Universität München (TUM) haben der Biophysiker Professor Andreas Bausch und sein Team ein synthetisches Zellmodell entwickelt, um grundlegende Gesetzmäßigkeiten dieser Zellmechanik zu erforschen.

Effizienz der Wasser-Elektrolyse verdoppelt

Die Wasser-Elektrolyse konnte sich als Verfahren für die Produktion von Wasserstoff bislang nicht durchsetzen. Zu viel Energie geht in dem Prozess verloren. Mit einem Trick hat ein Team aus Forschern der Technischen Universität München (TUM), der Ruhr-Universität Bochum und der Universität Leiden die Effizienz der Reaktion nun verdoppelt.

Teilchen sortieren mit viel Geduld

Bei Computersimulationen entdeckten der Physiker Erwin Frey (Ludwig-Maximilians-Universität München & Nanosystems Initiative Munich) und sein Team zu ihrem Erstaunen, dass sich sogar gleich große Teilchen von selbst sortieren, wenn sie unterschiedlich stark ausgeprägte Zufallsbewegungen ausführen.

Arnold-Sommerfeld-Preis an Gregor Koblmüller

Die Bayerische Akademie der Wissenschaften verleiht den Arnold Sommerfeld-Preis an Dr. Gregor Koblmüller (TUM) für seine herausragenden wissenschaftlichen Beiträge zur Realisierung komplexer Halbleiter-Hetero-Nanodrähte, die vielfältige Anwendungen in der Nanoelektronik, Nanophotonik und Nanosensorik ermöglichen.

Mustergültige Zellgeometrie

Stäbchenförmige E. coli-akterien. (Foto: Dr Kateryna / Fotolia.com)

Die richtige Verteilung von Proteinen in der Zelle ist für viele Lebensprozesse entscheidend. LMU-Wissenschaftler haben ein neues Modell entwickelt, wie diese Muster entstehen. Ein wichtiger Faktor ist die Form der Zelle.

Bild: E. coli-Bakterien (Dr Kateryna / Fotolia.com)

Neue Wege zu hybriden Solarzellen

Mit einem neuen Verfahren können Forscher der TUM und der LMU hauchdünne, robuste und gleichzeitig hochporöse Halbleiterschichten herstellen. Ein viel versprechendes Material – beispielsweise für kleine, leichte und langlebige flexible Solarzellen oder Elektroden für leistungsfähigere Akkus.

Auf gute Zusammenarbeit!

Unser langjähriger Koordinator Jochen Feldmann hat nach acht Jahren an der Spitze von NIM entschieden, die Koordination von NIM in andere Hände zu legen. Kürzlich haben die NIM-Mitglieder mich nun zu seinem Nachfolger als Cluster-Koordinator gewählt.

Auf dem Weg zum Quantencomputer

TU-Physiker spüren in Halbleiter-Nanostrukturen Mechanismen auf, aufgrund derer gespeicherte Quanteninformationen verloren gehen können – und unterbinden das Vergessen mit Hilfe von Magnetfeldern.

BIOMOD 2015 - LMU-Team Nanocandy gewinnt 2. Preis

Das Nanocandy-Team der LMU

Das Team Nanocandy der LMU war beim vom Wyss Institute an der Harvard University ausgelobten BIOMOD Wettbewerb in den USA erfolgreich. Luzia Kilwing, Jonathan Wagner, Chaochen Lu und Maximilian Schiff gewannen den zweiten Preis und zusätzlich den Preis für die beste Präsentation ihrer Forschung.

Der NIM-Image-Film 2015

Nach über einem Jahr ist er endlich fertig: der NIM-Image-Film 2015. In dem siebenminütigen Video geben die NIM-Wissenschaftler Bein, Feldmann, Groß, Lipfert und Wagner beeindruckende Einblicke in die Visionen und Ziele der Nanosystems Initiative Munich und stellen die Forschungsbereiche I, III und V vor.

Augsburger Nanobeben auf kalifornischem Molybdänit

Forscher der Universität Augsburg und der University of California at Riverside detektieren und transportieren mit akustischen Oberflächenwellen elektrische Ladungen in zweidimensionalen Kristallen.

Das blaue Wunder

Forscher um Nachwuchswissenschaftler Alexander Urban und Carlos Cardenas-Daw (LMU-Lehrstuhl für Photonik und Optoelektronik von Professor Jochen Feldmann) haben erstmals atomar dünne Perowskit-Nanokristalle für Anwendungen in effizienten LEDs mit durchstimmbarer Farbwiedergabe hergestellt.

Schnellere Entwicklung – bessere Katalysatoren

Die Reinigung von Abgasen ist eines der bekanntesten katalytischen Verfahren. Doch fast die gesamte chemische Industrie basiert auf katalytischen Reaktionen. Das Katalysatordesign spielt daher eine Schlüsselrolle bei vielen Prozessen. Ein Team von Forschern hat ein Konzept vorgestellt, das die geometrischen und die Adsorptionseigenschaften miteinander in Beziehung setzt.

Schwingende Lichtmoleküle

NIM-Forschern der Universität Augsburg und der TU München (TUM) gelingt die Kontrolle von Lichtmolekülen mit nanomechanischen Schallwellen und die Konvertierung solcher Wellen in optische Signale .

Nano für berührungsfreie Touchscreens

LMU-Chemiker an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München haben Nano-Schichten entwickelt, die ihre Farbe bei Feuchtigkeit ändern. Mit dem neuen Material könnten interaktive Bildschirmoberflächen (Touchscreens) hergestellt werden, die sich berührungslos bedienen lassen.

Das Geheimnis der winzigen Magnetkugeln

NIM-Physiker nutzen biologische Motoren und Moleküle, um magnetische Materialien exakt zu vermessen. Superparamagnetische Kugeln können z.B. gezielt Stoffe in Flüssigkeiten oder Gelen aufspüren, sie können auch nur wenige Mikroliter kleine Flüssigkeitsmengen durchmischen.

Ein neues Mikroskop für Nanoteilchen

NIM-Wissenschaftler haben ein neuartiges Mikroskop entwickelt, welches optische Untersuchungungen an Nanopartikeln ermöglicht. Mit Hilfe eines Resonators werden die schwachen Signale aus deren Wechselwirkung mit Licht um das 1000-fache verstärkt. Zudem wird fast die fundamentelle Auflösungsgrenze erreicht.

Designer-Elektronik aus dem Drucker

Optimiertes Druckverfahren für Organische Elektronik

Sie sind dünn, leicht, flexibel, lassen sich effizient herstellen: gedruckte Mikroelektronik-Bauteile aus Kunststoff. Physikern der TUM gelang jetzt erstmals, die Entstehung der hauchdünnen Elektroden zu beobachten und deren elektrische Eigenschaften zu verbessern.

Mehr Wasserstoff durch neue Nanopartikel

Regenerative Energien

Wasserstoff ist ein vielversprechendes Speichermedium für regenerativ erzeugten Strom. NIM-Wissenschaftler haben jetzt Eisen-Nickel-Oxid-Nanopartikel synthetisiert, mit deren Hilfe seine Entstehung bis zu zehnmal effektiver abläuft.

Walther-Nernst-Denkmünze für Christoph Bräuchle

Ehrung durch die Deutsche Bunsengesellschaft

Auf der Jahrestagung der Deutschen Bunsengesellschaft wurde der NIM-Wissenschaftler Prof. Christoph Bräuchle (LMU) mit der Walther-Nernst-Denkmünze ausgezeichnet. Der Preis ehrt Wissenschaftler für besondere Leistungen in der Angewandten Physikalischen Chemie.

Die (mehr als) perfekte Welle

Nanomechanik

NIM-Physiker aus Augsburg berichten in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Nature Nanotechnology" über die gelungene Realisierung eines Synthesizers für maßgeschneiderte nanomechanische Wellen.

Die gesellige Welt der Quantenteilchen spielerisch erklärt

Spieltheorie entschlüsselt kollektives Verhalten

Im Labor lässt sich das Zusammenspiel von Quantenteilchen oft nur sehr schwer untersuchen. Mit Hilfe mathematischer Methoden konnten NIM-Physiker jetzt aufdecken, warum sich bestimmte Quantenteilchen, die Bosonen, so gern in Gruppen zusammenfinden.

Ein Werkzeugkasten für den Bau beweglicher DNA-Nanomaschinen

Bild: C. Hohmann (NIM)

Winkender Nanoroboter aus “DNA-Origami”

NIM-Physiker zeigen im Fachmagazin Science einen völlig neuen Ansatz, dreidimensionale DNA-Bausteine zu verbinden. Statt wie bisher Stränge von DNA-Basenpaaren wie einen Reißverschluss zusammenzufügen, klinkt man gegengleiche Formen wie Puzzleteile ineinander.

Quantenströme: Oberflächlich und einzigartig

Bild: C. Hohmann (NIM)

Messbar durch extrem zeitlich hochauflösende Methode

Topologische Isolatoren wirken im Inneren isolierend, leiten aber sehr gut an der Oberfläche. NIM-Physiker konnten dies jetzt mit hoher zeitlicher Auflösung messen und mit einem polarisierten Laserstrahl die Richtung des Stromflusses beeinflussen.

Auf und Ab im Laser-Lift

Bild: C. Hohmann (NIM)

Hochpräzise Bewegung von Nanopartikeln

Winzige Glaskügelchen mit einer goldenen Hälfte: LMU-Wissenschaftler entwickeln Nanoteilchen, die sich mit einem Laserstrahl äußerst präzise bewegen lassen – fast wie in einem Aufzug.

Magnetische Nanopartikel steigern Leistung von Solarzellen

Dotierung mit Magnetit

Magnetische Nanopartikel können die Leistung von Kunststoff-Solarzellen steigern. Forscher um das NIM-Mitglied Prof. Peter Müller-Buschbaum konnten jetzt zeigen, dass eine Beimischung von etwa einem Gewichtsprozent optimal ist.

Einheitliche Theorie für Skyrmionen-Materialien

Die Zähmung der magnetischen Wirbel

Mit magnetischen Wirbelstrukturen (Skyrmionen) könnte man effizient Informationen speichern oder verarbeiten. NIM-Physiker konnten nun die elektromagnetischen Eigenschaften solcher Materialien charakterisieren und ihr Verhalten beschreiben.

Präzise und lokale Therapiemöglichkeit bei Lungenkrebs

Medizinische Nanopartikel

NIM-Wissenschaftler haben mit Kollegen spezielle Nanotransporter entwickelt, die Wirkstoffe gezielt an ihrem Wirkungsort in der menschlichen Lunge freisetzen. Im Tumorgewebe führte dieser Ansatz zu einer deutlich gesteigerten Effektivität der Medikamente.

Am Anfang war der heiße Stein

Die Entstehung des Lebens

Wasserdurchspülte Poren in heißem Gestein könnten der Brutkasten allen Lebens auf der Erde gewesen sein. NIM-Wissenschaftler haben nachgewiesen, dass Temperaturunterschiede innerhalb der Poren geeignete Bedingungen für die Entstehung und Vervielfältigung genetischer Moleküle.

RNA in der Drehbank

Durch ihre Helixstruktur wirken die beiden Erbgut-Elemente DNA und doppelsträngige RNA nach außen hin sehr ähnlich. NIM-Wissenschaftler haben nun entdeckt, dass sie jedoch in Einzelfällen ganz

Montag, 05. Dezember 2016

5th European Workshop on Advanced Fluorescence Methods

December 5 - 9, 2016, LMU Munich

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Montag, 05. Dezember 2016

The Preserved HTH-Docking Cleft of HIV-1 Integrase Is Functionally Critical

Structure, Volume 24, Issue 11 (2016), first published online 29 September 2016

dx.doi.org/10.1016/j.str.2016.08.015

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