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NIM nanosystems initiative munich

Hendrik Dietz erhält ERC Proof of Concept Grant

Professor Hendrik Dietz. Bild: TUM

Der Europäische Forschungsrat zeichnet den NIM-Biophysiker Prof. Hendrik Dietz mit einem ERC Proof of Concept Grant aus. In seinem Projekt will er ein „Nanodevice“ entwickeln zur vergleichsweise preiswerten, unkomplizierten und zuverlässigen Messung der kinetischen Eigenschaften von molekularen Reaktionen.

Optische „Obertöne“ für Solarzellen

"Solar guitar". Bild: PhOG (LMU)

In Analogie zu einem Phänomen, das bei Musikinstrumen-ten auftritt, wenn Obertöne zweier verschiedener Grund-töne in Resonanz treten, haben NIM-Wissenschaftler der LMU München einen neuen Effekt bei der optischen Anre-gung von Ladungsträgern in neuartigen Halbleitern gefun-den. Dadurch könnte in Solarzellen auch Infrarotlicht genutzt werden, das bisher zum Großteil ungenutzt bleibt.

Robuste Musterbildung

Experimentell beobachtetes Protein-Muster. Bild: S. Kretschmer (Max-Planck-Institut für Biochemie)

Die richtige Verteilung von Proteinen in der Zelle ist für viele biologische Prozesse entscheidend. Die NIM-Wissenschaftler Prof. Erwin Frey und Prof. Petra Schwille haben untersucht, welche Mechanismen die Musterbildung unempfindlich gegen Konzentrationsänderungen der Proteine machen.

Sino-German Young Researcher Symposium in München

Nanocarrier. Bild: C. Hohmann

“Nanopharmaceuticals: Drug Delivery in the Nanoscale” war das Thema des Chinesisch-Deutschen Jungwissenschaftler Symposiums in München, organisiert von Dr. Ulrich Lächelt (LMU) und Prof. Rongqin Huang (Fudan University, Shanghai). Wissenschaftler aus China und Deutschland diskutierten ihre Forschung im Bereich Nanocarrier und Drug Delivery.

Die Dynamik der Mikrotubuli

Molekulare Motoren bewegen sich entlang eines Mikrotubulus. Bild: M. Rank/PRL

Stützen, transportieren, Chromosomen teilen: Die Molekülfasern des Zellskeletts müssen ihre Länge flexibel anpassen können. NIM-Forscher Prof. Erwin Frey und Kollegen zeigen, wie dieses Wachsen und Schrumpfen abhängig von den Ressourcen reguliert wird.

Die Bewegung macht‘s: Wie Zellen ihre Umgebung beeinflussen

Humane Brustkrebszellen (blau) in einer Matrix aus Kollagenfasern (grün). Beim Kontrahieren ziehen die Zellen stark an diesem Faser-Netzwerk. Bild: C. Broedersz

Lebende Zellen in einem Gewebeverband können an den Fasern ihrer Umgebung ziehen und dadurch die Steifigkeit der Matrix drastisch verstärken, wie NIM-Biophysiker Prof. Chase Broedersz und Kollegen zeigen. Um die elastischen Interaktionen zwischen Zellen und ihrer Umgebung zu messen, haben sie eine neue Methode entwickelt: die Nonlinear Stress Interference Microscopy (NSIM).

Dieter Braun erhält ERC Advanced Grant

Professor Dieter Braun

Der NIM Wissenschaftler Prof. Dieter Braun untersucht den molekularen Ursprung des Lebens. Den mit 2,5 Millionen Euro dotierten ERC Advanced Grant erhält er für sein Projekt zur Erforschung der „Mechanismen zur Entstehung und Replikation der ersten Sequenzinformation des Lebens in der geothermischen Mikrofluidik der frühen Erde“.

Bakterielle Adhäsion in vitro und in silico

Die Abbildung zeigt, wie sich das Adhäsionsprotein (grün) des Erregers mit dem Zielprotein (rot, fadenförmig) verbindet. Bild: H. Gaub

Forscher um den NIM-Wissenschaftler Prof. Hermann Gaub entschlüsseln den physikalischen Mechanismus, mit dem sich ein weit verbreiteter Krankheitserreger an sein Zielmolekül im menschlichen Körper bindet.

Müller-Buschbaum neuer Wissenschaftlicher Direktor des FRM II

Professor Peter Müller-Buschbaum

NIM-Wissenschaftler Prof. Müller-Buschbaum wird zum 1. April 2018 der neue Wissenschaftliche Direktor der weltweit leistungsfähigsten Forschungs-Neutronenquelle FRM II in Garching.

Leibniz Gründerpreis 2018 für Heinrich Leonhardt

Prof. Heinrich Leonhardt, Dr. Jonas Helma-Smets, Dr. Dominik Schumacher, Prof. Christian Hackenberger (von links). Foto: C. Bleese

Das Start-up Unternehmen "Tubulis Technologies", bei dem NIM-Wissenschaftler Prof. Heinrich Leonhardt einer der Mitgründer ist, erhält den Leibniz-Gründerpreis 2018. Das Unternehmen entwickelt neue Technologien zur zielgerichteten Krebstherapie mit Antikörper-Wirkstoff-Verbindungen.

Peter Hänggi erhält die Blaise Pascal Medaille für Physik

Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Peter Hänggi

Mit seiner Forschung hat der NIM-Physiker Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Peter Hänggi einen wegweisenden und wichtigen Beitrag zum Verständnis von Fluktuationen in statistischer Mechanik, innerhalb und außerhalb von thermischen Gleichgewichtszuständen, geleistet. Als Anerkennung erhält er die Blaise Pascal Medaille für Physik 2018 von der European Academy of Science.

Braunes Fett wird durchschaubar

So stellt die neue Lasermethode MSOT das Braune Fett dar. Bild: G. Diot (TUM)

Seit Braunes Fettgewebe bei Erwachsenen nachgewiesen wurde, steht es im Fokus der Präventionsforschung. Jedoch fehlte eine Methode, seine Wärmebildung nicht-invasiv zu messen. Einem Team rund um Prof. Vasilis Ntziachristos ist es nun gelungen, die Aktivität des Braunen Fettgewebes ohne Injektion von Substanzen sichtbar zu machen.

Wie genau ist mein Nanolineal?

Schema eines Nanometerlineals, das auf einem DNA-Origami Rechteck (grau) basiert. In die DNA Nanostruktur eingebrachte Farbstoffe bilden die Markierungen (rot). Die hellen Doppelpunkte auf schwarzem Hintergrund zeigen die mit Super- auflösungsmikroskopie aufgelösten Strukturen. Bild: M. Raab.

Die Entwicklung und Evaluierung von DNA-Origami-basierten Nanolinealen ermöglicht immer genauere Messungen im Nanokosmos. Der NIM-Wissenschaftler Prof. Dr. Philip Tinnefeld und sein Team untersuchen solche selbst-assemblierten Nanostrukturen.

Aus dem Gleichgewicht

Stilisierte Darstellung von Min Protein Mustern beim Übergang in das chaotische Regime. Rote Punkte stellen instabile lokale Gleichgewichte dar. Bild: F. Brauns (LMU)

Die Ausbildung räumlicher und zeitlicher Strukturen ist für viele biologische Prozesse entscheidend. NIM-Wissenschaftler Prof. Dr. Erwin Frey und ein Doktorand haben eine neue Theorie entwickelt, wie sich solche Muster in komplexen natürlichen Systemen erklären lassen.

Entwirren statt schlängeln

NIM-Physiker um Prof. Dr. Erwin Frey widerlegen eine gängige Theorie zur Dynamik von Polymerschmelzen und zeigen: Für Biopolymere machen kollektive Effekte den Weg frei.

Licht-gelenkte spinpolarisierte Ströme in Topologischen Isolatoren

Helizität-abhängige Beeinflussung der Randströme. Bild: A. Holleitner

Fließt ein elektrischer Strom in topologischen Isolatoren, so bildet sich eine Spinpolarisierung der Elektronen aus. NIM-Wissenschaftler Prof. Dr. Alexander Holleitner und seine Kooperationspartner konnten diesen Effekt erstmals optisch bei Raumtemperatur messen. Mit einem zirkular polarisierten Lichtstrahl können sie die an den Ränder der Proben enstehende Spinpolarisation auslesen.

Akkordarbeit am Nano-Fließband

Elektrische Felder steuern den rotierenden Nano-Kran – 100.000 mal schneller als bisherige Methoden. Bild: E. Kopperger

Nano-Roboter werden nun schnell genug für die Fließbandarbeit in molekularen Fabriken. Ein Team um die NIM-Wissenschaftler Prof. Dr. Friedrich Simmel und Prof. Don C. Lamb hat eine neue, elektrische Antriebstechnik für Nano-Roboter entwickelt. Mit dieser lassen sich molekulare Maschinen hunderttausendmal schneller bewegen als mit den bisher genutzten biochemischen Prozessen.

Vorfahren des Lebendigen

Auf geothermalen Feldern wie im hier Yellowstone-Nationalpark könnten auf der Ur-Erde erste RNA-Moleküle, die Vorboten des Lebens, entstanden sein. Bild: fotolia/Allen

Vor dem Leben kam die RNA: Der NIM-Chemiker Prof. Dr. Thomas Carell und sein Team haben die ursprüngliche Entstehung dieser Erbgut-Bausteine aus simplen Molekülen simuliert; allein der Wechsel von Feuchtigkeit und Trockenheit auf der Ur-Erde könnte diesen Prozess angetrieben haben.

Die neue Generation ultradünner Feuchtigkeitssensoren

Photonische Kristalle als ultradünne Feuchtigkeitssensoren. Bild: K. Szendrei-Temesi

Neue photonische Kristalle, die nur aus wenigen 2D-Nanofolien und Nanopartikeln oder zwei alternierenden Nanofolien-Materialien bestehen, stellen eine neue Generation ultradünner Feuchtigkeitssensoren dar. Die Gruppe um NIM-Chemikerin Prof. Dr. Bettina Lotsch hat ein funktionales kolorimetrisches Sensormaterial mit erhöhter Sensitivität und optischen Qualtität bei reduzierten Produktionskosten entwickelt.

Quanten-Hall-Physik in 4D

[Translate to deutsch:] Illustration of a hypothetical device for studying the quantum Hall effect in 4D systems. Picture: LMU/MPQ

Prof. Dr. Immanuel Bloch, NIM-Wissenschaftler an der LMU und dem Max-Planck-Instituts für Quantenoptik, und seine Arbeitsgruppe werfen einen experimentellen Blick in die Physik höher-dimensionaler Quanten-Hall-Systeme.

Wie passen sich Bakterien an?

Bakterienkulturen mit wechselndem Nährstoffangebot. Bild: J. Wiedersich

Eine der grundlegenden Voraussetzungen für das Leben auf der Erde ist die Fähigkeit der Lebewesen, sich an wechselnde Umgebungsbedingungen anzupassen. Physiker haben nun herausgefunden, dass die Regelmechanismen eines Bakteriums zur Anpassung auf einem globalen Kontrollprozess basieren und sich mit einer einzigen Gleichung beschreiben lassen.

ERC Consolidator Grants (TUM)

F. Pollmann (links) und G. Koblmüller (rechts). Bild: NIM

Zwei neue Forschungsvorhaben der NIM-Wissenschaftler PD Dr. Gregor Koblmüller und Prof. Dr. Frank Pollmann an der Technischen Universität München (TUM) haben aktuell den Europäischen Forschungsrat (ERC) überzeugt und werden mit sogenannten Consolidator Grants gefördert.    

Photokatalyse ohne Edelmetalle

COF-basiertes photocatalytisches H2-bildendes System. Bild: T. Banerjee

Erstmals gibt es ein Edelmetall-freies, auf kovalenten organischen Netzwerken basiertes photokatalytisches System mit Cobaloximen statt Platin als Elektro-katalysatoren. Das System von NIM-Chemikerin Prof. Bettina Lotsch und ihrem Team kann zur Erzeugung von nachhaltigen Kraftstoffen aus Wasser dienen.

Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Künstlerische Darstellung der globalen Teleportation von Quantenbits. Bild: C Hohmann

Die weltweite Teleportation von Quanteninformation wird ermöglicht mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten. Dieser Durchbruch gelang dem NIM-Wissenschaftler Prof. Gerhard Rempe und seinem Team am Max-Planck-Institut für Quantenoptik.

DNA-Origami überwindet wichtige Grenzen

So groß wie ein Virus-Capsid: Mit Bausteinen aus DNA-Origami geformter Dodekaeder. Bild: H. Dietz

Beim DNA-Origami gelingt es nun nicht nur, die Nanometer-Grenze zu überwinden und größere Objekte zu bauen, sondern auch die Herstellungskosten durch Massenproduktion um einen Faktor 1000 zu reduzieren. Diese Innovationen von NIM-Biophysiker Prof. Hendrik Dietz eröffnen der Technologie neue Horizonte.

ERC Consolidator Grants (LMU)

A. Högele (links) und L. Pollet (rechts). Bild: NIM

Der Europäische Forschungsrat (ERC) vergibt an Prof. Alexander Högele und Prof. Lode Pollet je einen der hochdotierten ERC Consolidator Grants über einen Zeitraum von fünf Jahren für ihre Forschung. Für beide ist es nach den ERC Starting Grants bereits der zweite ERC-Grant in ihrer Karriere.    

Der Unterschied macht’s

pH-Gradient durch Wärmeenergie. Bild: C. Mast

Thermophorese zur Energieversorgung früher Zellen. Ein Team um den NIM-Wissenschaftler Dr. Christof Mast zeigt, wie Wärmeenergie einen pH-Gradienten als Energiequelle für das erste Leben erzeugt haben könnte.

17. Münchner Wissenschaftstage

Nachwuchswissenschaftler. Bild: I. Almstätter

Unter dem Thema „Zukunft gestalten mit Nano“ hatte die Nanosystems Initiative Munich (NIM) einen gemeinsamen Stand mit den Center for Nanoscience (CeNS) auf den 17. Münchner Wissenschaftstagen. Zentrales Thema war „Zukunftspläne – Forschung, Gesellschaft, Mensch“.

Ein einzelnes Atom als Radioantenne

Neuer Quantendetektor. Bild: F. Reinhard

Durch ein neues Detektor-Protokoll können mit Spin-basierten Quantensensoren von einem Team rund um den NIM-Wissenschaftler Dr. Friedemann Reinhard deutlich höhere Frequenzen als bisher gemessen werden, womöglich bis auf die Ebene einzelner Phononen und Photonen.

Viral oder bakteriell? Neuer Test bei Infektionen

Studierendenteam beim iGEM-Wettbewerb in Cambridge (USA). Bild: iGEM-Team

Zunehmende Antibiotika-Resistenzen sind ein Problem. Um unnötige Antibiotikagaben zu vermeiden, entwickelten Münchner Studierende ein Testsystem, das effizient zwischen bakteriellen und viralen Infektionen unterschieden kann. Damit erzielten sie den zweiten Platz beim internationalen iGEM-Wettbewerb.

Eine Frage der Lage

Kuvette mit blau lumineszierenden C-Dots. Bild: S. Bhattacharyya

Die lichtemittierenden und photokatalytischen Eigenschaften winziger Kohlenstoff-Nanokügelchen lassen sich durch exakte Positionierung von Stickstoffatomen präzise einstellen. Einsatzmöglichkeiten dieser C-Dots untersuchen die NIM-Wissenschaftler Prof. Dr. Jochen Feldmann und Dr. Alexander Urban.

Ernst Wagner wird Mitglied der European Academy of Sciences

Wagner´s Vortrag. Bild: EurASc

Mit einem Vortrag zum Thema “Chemical evolution of carriers for use in nanomedicine” gab Prof. Ernst Wagner den Mitgliedern der European Academy of Sciences einen Einblick in seine Forschung. Er ist eines der 2017 neu gewählten Mitglieder der Gesellschaft, dazu gratulieren wir herzlich!

Neue Flexibilität

Pentacen Halbleiterfilm. Bild: B. Nickel

Flexible Graphen-Halbleiterfilme für Photovoltaikanlagen und Displays – deren Weiterentwicklung wird nun von der EU mit 847.000 Euro gefördert. Der NIM-Wissenschaftler Dr. Bert Nickel arbeitet gemeinsam mit Prof. Andrey Turchanin von der Friedrich-Schiller-Universität Jena im EU-Förderprogramm FLAG-ERA.

Solare Brennstoffe

SolTech Teilnehmer. Bild: NIM

NIM-Wissenschaftler diskutieren auf der 6. SolTech Konferenz in München mit Industrie und internationalen Experten über die zukünftige Nutzung der Sonnenenergie.

Diffusion 2.0

Kanalmodell. Bild: P. Hänggi

Der Transport von Partikeln durch Ionenkanäle und Nanoporen funktioniert anders als bisher angenommen. Ein Team um den NIM-Wissenschaftler Prof. Peter Hänggi belegt diesen wissenschaftlichen Durchbruch mit Simulationen und Experimenten zur Teilchendiffusion in verschiedenen Kanalmodellen.

Und wieder schrumpft das Proton

Laserspektroskopie. Bild: MPQ

Hochpräzise Laserspektroskopie-Analyse von regulärem Wasserstoff bestätigen den unerwartet kleinen Protonenradius von myonischem Wasserstoff. Dieser Nachweis gelang NIM-Wissenschaftler Prof. Theodor Hänsch und seinen Kollegen vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) in Garching.

Variable Umwelt fördert Kooperation

Bild: hiloi / fotolia.com

Ein stark schwankendes Ressourcenangebot erleichtert das Überleben von kooperativen Bakterien. Erstmals zeigte ein Team um den NIM-Wissenschaftler Prof. Dr. Erwin Frey dies durch Simulationen, die sowohl variable Umweltbedingungen, als auch demographische Fluktuationen berücksichtigen.

Förderung für innovative Krebstherapie

Gewinnerteam (H. Leonhardt: Mitte), Bild: www.bio-m.org

Der NIM-Wissenschaftler Prof. Heinrich Leonhardt hat mit Kollegen von der LMU und aus Berlin den „m4 Award“ des Freistaates Bayern gewonnen. Das Team wurde ausgezeichnet für sein Projekt „Tubulis Therapeutics“, Antikörper-Wirkstoff-Konjugate der nächsten Generation zur spezifischen Tumortherapie.

Erfolgreicher NIM NanoDay

Bereits kurz nach der Eröffnung des NanoDay am Sonntag, 10. September 2017, herrschte im Lichthof der LMU lebhaftes Treiben. NIM Wissenschaftler präsentierten ihre Forschung, im Hörsaal verfolgten die Besucher das Bühnenprogramm und erkundeten in geführten Touren "echte Nano-Labore".

ERC Starting Grant für Alexander Urban

Der NIM Wissenschaftler Alexander Urban hat vom European Research Council (ERC) einen Starting Grant verliehen bekommen. In seinem ERC-Forschungsprojekt möchte der Physiker unter anderem die Materialklasse der Halid-Perowskite für Anwendungen in LEDs oder Lasern erschließen.

Dienstag, 24. April 2018

2D dichalcogenide electronic materials and valley/spin devices

Prof. Dr. Andras Kis, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne, Schweiz

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Mittwoch, 18. April 2018

Resonantly enhanced multiple exciton generation through below-band-gap…

Nature Communications 9, Article number:1518 (2018), Published online: 17 April 2018, doi:10.1038/s41467-018-03965-8

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