Highlights
Highlights aus der Erforschung kondensierter Materie mit Großgeräten
Bio-Imaging mit Neutronenkleinwinkelstreuung
22.09.2021 - Highlight aus der Forschung: Neurologische Erkrankungen erkennen
| In einer kürzlich bei Scientific Reports veröffentlichten Studie zeigen Forschende von FZ Jülich und RWTH Aachen, dass die Orientierung und Verteilung von Nervenfasern und Myelin in dünnen Hirnschnitten mit Hilfe der Scanning Small Angle Neutron Scattering (sSANS) bestimmt werden kann. Die angewandte Methode ist sehr empfindlich gegenüber kleinen Mikrostrukturen von biologischem Gewebe und kann direkt Informationen über die durchschnittliche Faserorientierung und sogar die Dicke der Myelinmembran liefern. Die vorliegenden Ergebnisse ebnen den Weg zum Bio-Imaging, um strukturelle Aberrationen, die zu neurologischen Erkrankungen führen, in Zukunft zu erkennen. [S. Maiti, et al., Sci Rep 11, 17306 (2021)] |
Den Urknall im Labor nachahmen
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Die Teilchenbildung kurz nach dem Urknall mit einer in vielen Labors genutzten Ionenfalle zumindest in einiger Hinsicht nachahmen. Wie das funktioniert, erklären Ralf Schützhold vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Christian Fey von der Universität Hamburg sowie Tobias Schaetz von der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg in der Fachzeitschrift „Physical Review A“. 22.10.2018 [weiter] |
Einfach gute Schokolade dank Synchrotronstrahlung
Kanadische Wissenschaftler wollen die Herstellung von guter Schokolade vereinfachen, 08.09.2021
| Die Herstellung von guter, zartschmeldzender Schokolade erfordert eine aufwändige Prozedur - und im industriellen Maßstab große Maschinen. Beim Temperieren entsteht eine homogene Kristallstruktur der enthaltenen Kakobutter. Dass ein bestimmtes Phospholipid als Kristallisationskeim dienen und dadruch die aufwändige Temperierung ersetzen kann wurde nun mit Hilfe von Synchrotronstrahlung nachgewiesen. [weiter] |
Fast 30 % Wirkungsgrad bei Tandemsolarzellen
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Drei HZB-Teams unter der Leitung von Prof. Christiane Becker, Prof. Bernd Stannowski und Prof. Steve Albrecht haben es gemeinsam geschafft, den Wirkungsgrad von komplett in-house hergestellten Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen auf den neuen Rekordwert von 29,80 % zu steigern. [mehr] |
Galliumarsenid für hohe Auflösung in der Neutronenrückstreuspektrometrie
Bernhard Frick (ILL), Andreas Magerl (FAU) und ihre Kollegen entwickeln Galliumarsenidanalysatoren
| Die Verwendung von Galliumarsenid anstelle von Silizium bringt die Neutronenrückstreuspektrometrie einen großen Schritt weiter. Theoretisch erlauben Analysatoren aus Galliumarsenid eine Energieauflösung von 13 neV, da es auftreffende Neutronen weniger stark streut als Silizium. Diese Tatsache ist seit den 1990er Jahren bekannt, doch erst jetzt sind die benötigten technischen Herstellungsverfahren ausgereift. Für die Verwendung als Analysatoren müssen viele Parameter bedacht und optimiert werden. Bernhard Frick, Andreas Magerl und ihre Kollegen haben sich dieser Aufgabe gestellt und ihr Konzept mit Messungen an einem Prototyp am IN16B, ILL, belegt. Sie erreichen schon jetzt eine Auflösung von 78 neV - mit Silizium liegt die Grenze derzeit bei 300 neV. Johanna L. Miller berichtet in Physics Today Nr. 72 von dem Projekt und seinem Potential für die Neutronenrückstreuspektrometrie. (Originalveröffentlichung: K. Kuhlmann, M. Appel, B. Frick, and A. Magerl, Rev Sci Instrum 90, 015119 (2019)). Das Projekt wurde durch das Verbundforschungsprogramm des BMBF gefördert. [weiter] |
Mit Massenspektrometrie den Sternen auf der Spur
Eisen-60-Fund in der Antarktis liefert Hinweise auf die Umgebung des Sonnensystems
| Das seltene Isotop Eisen-60 entsteht bei gewaltigen Sternenexplosionen. Nur ein kleiner Teil gelangt von fernen Sternen auf die Erde. Forscher haben erstmals Eisen-60 in der Antarktis entdeckt. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vermuten, dass das Eisen-Isotop aus der interstellaren Nachbarschaft stammt. Die Schneeproben wurden an der Kohnen-Station des Alfred-Wegener-Instituts in der Antarktis gesammelt, dann in Garching, im Atominstitut Wien und am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) aufbereitet und im Beschleunigerlabor in Garching (https://www.mll-muenchen.de/) analysiert. Die Ergebnisse wurden veröffentlicht unter https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.072701 [mehr] |
Protein-Dynamik unter realistischen Bedingungen
26.09.2021 - Highlight aus der Forschung: Einfluß von "crowding" in der Zelle
| In einer in J. Phys. Chem. Lett. veröffentlichen Studie zeigt eine Kollaboration aus Tübingen, Grenoble, Dublin und Lund den Einfluß des hohen Anteils an makromolekularen Komponenten ("crowding") auf die Diffusion von Proteinen. An einem Modellsystem, welches die Situation in einer lebenden Zelle nachbildet, kann insbesondere die Abhängigkeit der Diffusion von der Polydispersität der makromolekularen Komponenten besser verstanden werden. Der Schlüssel für dieses Verständnis liegt in der Kombination hochauflösender Neutronenspektroskopie ("quasi-elastic neutron scattering" in der Rückstreugeometrie) und aufwendiger Computersimulationen. M. Grimaldo et al., J. Phys. Chem. Lett. 10 (2019), 1709, https://dx.doi.org/10.1021/acs.jpclett.9b00345 M. Grimaldo et al., Quart. Rev. Biophys. 52 (2019), e7, 1, https://dx.doi.org/10.1017/S0033583519000027 |
Revolution in der Bildgebung mit Neutronen
18.11.2021 - Highlight aus der Forschung: Bilder ohne Rauschen
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Ein internationales Forschungsteam hat an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) der Technischen Universität München (TUM) eine neue Technik für bildgebende Verfahren entwickelt, das einzelne Photonen zeit- und ortsaufgelöst misst. Neutronen können damit von Rauschen getrennt werden, und das störende Rauschen lässt sich so stark reduzieren. Das Verfahren wird in Zukunft nicht nur um ein Vielfaches besser aufgelöste Messungen mit Neutronen ermöglichen, sondern könnte auch die Strahlenbelastung bei Röntgenaufnahmen verringern und in der Fotographie zum Einsatz kommen. [mehr] |
Wie das zugelassene Virustatikum Telaprevir gegen COVID-19 helfen könnte
26.09.2021: Neutronenstreuung zeigt Bindungsstellen des Wirkstoffs Telaprevir an die Hauptprotease des Coronavirus
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Mit Neutronenstreuung konnte geklärt werden, dass das bereits gegen Hepatitis C zugelassene Virustatikum Telaprevir an fünf Bindungsstellen an die Hauptprotease des SARS-CoV-2-Virus bindet und dadurch dessen Vervielfältigung verhindert. Die Struktur der Protease mit und ohne Ligand wurde mit guter Auflösung bestimmt. Die Studie der Autoren Daniel W. Kneller, Gwyndalyn Phillips, Kevin L. Weiss, Qiu Zhang, Leighton Coates, und Andrey Kovalevsky (ORNL) wurde im März 2021 in J. Med. Chem. veröffentlicht. [mehr] |