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Münster (upm)

Publikation von WWU-Physikern auf Bestenliste von "Optics & Photonics News"

Fachzeitschrift zeichnet Arbeit aus dem Team von Prof. Dr. Cornelia Denz aus
Optische Pinzette<address>© AG Nichtlineare Photonik - Pascal Runde</address>
Optische Pinzette
© AG Nichtlineare Photonik - Pascal Runde

Eine wissenschaftliche Publikation von Forscherinnen und Forschern um Physikerin Prof. Dr. Cornelia Denz hat es auf die Liste der 30 weltweit besten Arbeiten des Jahres 2018 der Fachzeitschrift "Optics & Photonics News" geschafft. Die Zeitschrift erinnert in einer Sonderausgabe zum Jahresende traditionell an die Forschungshöhepunkte des vergangenen Jahres aus den Bereichen Optik und Photonik. Eine Expertenkommission begutachtete insgesamt 113 internationale Studien aus dem Jahr 2018 und wählte die besten Arbeiten aus. In den vergangenen Jahren waren die Forscher der Arbeitsgruppe Nichtlineare Photonik von Cornelia Denz am Institut für Angewandte Physik der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) bereits mit mehreren Publikationen in der Liste vertreten.

In der diesjährig ausgezeichneten Arbeit wird die Forschung von Dr. Robert Meißner und Dr. Neus Oliver gewürdigt. Sie nutzten die seit dem Nobelpreis in Physik des vergangenen Jahres bekannten optischen Pinzetten zum „Fangen“ von zylinderartigen Nanocontainer-Kristallen – anstelle der bisher üblichen kugelförmigen Nanopartikel. Optische Pinzetten sind Laserstrahlen, die Mikro- und Nanopartikel in ihrem Fokus festhalten, bewegen und damit kontrolliert platzieren können, ohne sie mechanisch zu berühren. So entstehen „optische Fallen“. Die vom Team um Cornelia Denz nun eingesetzten Nanocontainer eignen sich aufgrund ihrer porösen, von Nanokanälen durchzogenen Struktur zum gezielten Aufbau von Nanostrukturen oder zum Transport von Medikamenten in Zellen oder Organen. Die Forscher zeigten, dass diese Nanocontainer auch zur Messung von kleinsten Kräften genutzt werden können, wie sie in der Nanowelt zum Festhalten von Objekten an Oberflächen oder im Zellinneren vorkommen. Bisher wurden diese Kräfte in optischen Pinzetten mit kleinen Kunststoff- oder Glaskugeln gemessen. Für den neuen Ansatz, der die Kraft aktiv durch „Rütteln“ an der Probe misst, berücksichtigten die WWU-Wissenschaftler die Rotation des Nanocontainers innerhalb der optischen Falle. Gleichzeitig konnten sie zeigen, dass ein Abweichen von der idealen länglichen Nanocontainerform durch Strukturdefekte die wirkenden Kräfte erhöht. Da diese Defekte mit Videomikroskopie sichtbar sind, können Nutzer den jeweiligen Nanocontainer für ihre Arbeiten derart auswählen, dass die geeignete Kraft wirkt. Die Ergebnisse der Arbeit dienen der Entwicklung optisch gesteuerter Sensoren für die Vermessung von Nanostrukturen oder von Zellkräften und -elastizitäten, die Indikatoren von Zellveränderungen bei Krebs, Alzheimer oder Gefäßerkrankungen sind.

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