Neues Verfahren: Forschern der TU Wien gelingt der 3D-Druck von Gold-Nanostrukturen

 9. November 2016  Susann Heinze-Wallmeyer  

Jeder träumt davon, in der Lotterie zu gewinnen oder einen Schatz mit Goldmünzen zu finden. Während sich diese Gedanken meist nicht verwirklichen, haben Wissenschaftler der TU Wien aber nun eine Möglichkeit entdeckt, mit dem 3D-Druck Gold herzustellen.

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Logo TU WienEine einzigartige Direktschreiblithographie-Methode ermöglicht es den Forschern, tatsächlich eine „auriferous organic compound“ direkt in Gold zu verwandeln. In dem Papier „Highly conductive and pure gold nanostructures grown by electron beam induced deposition“ teilen die Forscher mit, dass sie eine beliebige Anzahl an Formen herstellen können, auch wenn diese insgesamt sehr klein ausfallen. Diese Formen haben einen Goldgehalt von 91 Atom-Prozent. Für die Verbesserung des Druckverfahrens wird Wasser verwendet.

Durch die Co-Injektion einer oxidativen Focused Electron Beam Induced Deposition (FEBID) und den Abscheidungsprozess werden die Nanostrukturen für reines Gold geschaffen. Mit dem neuen Herstellungsverfahren wird die bisher größte maximale Leitfähigkeit von FEBID erreicht. Es ermöglicht Anwendungen in der Nanoelektronik, so zum Beispiel Direktschreibkontakte zu Nanomaterialien, so die Forscher weiter. „Die erhöhte Goldabscheidungsausbeute und der ultraniedrige Kohlenstoffgehalt werden zukünftige Anwendungen wie die Herstellung von 3D-Nanostrkturen in der Nanoplasmonik und in der Immobilisierung von Biomolekülen erleichtern.“

Schematische Darstellung.
Schematische Darstellung des Herstellungsverfahrens von Goldnanostrukturen. (Bild: © nature.com)

Durch dieses hochspezialisierte Verfahren ist die Herstellung von reinen und leitfähigen Goldstrukturen durch die Einführung des Wasserdampfes mit dem „organometallischen Ausgangsmaterial“ möglich, ohne dass später eine Reinigung notwendig ist.

Bislang konnten die Gold-Nanostrukturen nicht im 3D-Verfahren gedruckt werden. Die Forscher der TU Wien haben nun im Einsatz des Elektronenstrahls eine Lösung gefunden. Dieser Strahl bricht die unten liegenden Verbindungen herunter, was dafür sorgt, dass die Form nicht nur als 3D-Modell erstellt wird, sondern zugleich auch fest ist.

Gedrucktes Objekt aus Gold. (Bild: © TU Wien)
Gedrucktes Objekt aus Gold. (Bild: © TU Wien)

Weltweit sind Forscher seit über zehn Jahren dabei, zu erforschen, wie sie reine Goldnanostrukturen direkt einzusetzen können, so der Forscher Heinz D. Wanzenbröck bei der Vorstellung der Forschungsergebnisse. Der TU Wien könnte hier ein Meilensteil geglückt sein. Die vollständige Studie kann in englischer Sprache auf der Webseite von Nature.com nachgelesen werden.

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