Mit selbstordnenden Polymeren auf Saphiroberflächen haben Ingenieure eine hohe Strukturdichte mit relativ einfachen Methoden erreicht.

Schema der Herstellung winziger Waben

Massachusetts (USA) - Moleküle geordnet auf Oberflächen zu platzieren ist vergleichbar damit, Soldaten in geordneter Form auf einem Feld aufzustellen – die Genauigkeit ist begrenzt, wenn dies ohne besondere Hilfsmittel geschehen soll. Die Forscher um Ji Xu vom Lehrstuhl für Polymerwissenschaften der Universität Massachusetts nutzten als solches Hilfsmittel im Nanobereich nun kommerziell verfügbare Saphirkristalle.

Die Kristalle werden dazu erhitzt, denn bei 1300-1500°C bilden sich an ihren Oberflächen sägezahnartige Kanten aus. Diese regelmäßige Struktur setzt sich auch über Verunreinigungen des Materials hin fort. Vergleichen könne man dies mit Soldaten, die sich auf vorher markierten Punkten aufstellen müssen, so Xu.

Um nun eine Oberfläche mit winzigen Waben zu bekommen, trugen die Forscher eine Lösung aus Polymeren auf den Kristall auf und glühten diese Schicht wiederum aus. So verdampfte das Lösungsmittel und die verbliebenen Polymerketten richteten sich aufgrund gegenseitiger Anziehungskräfte genau senkrecht zur Kristalloberfläche aus. Das Wechselspiel zwischen dem Sägezahnmuster der Saphiroberfläche und der Ausrichtung der Polymere sorgte dafür, dass trotz Fehlstellen auf dem Kristall die Oberfläche des Polymerfilms schließlich hochgenau strukturiert war.

Ob oder wie diese Strukturen jedoch für die Datenverarbeitung oder -speicherung genutzt werden können ist indes noch unklar.