Nanoporöses Gold durch Data-Mining entschlüsselt
Wissenschaftler forschen nicht im Labor, sondern per Bildanalyse-Tool
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Nanoporöses Gold in der Nahaufnahme: neue Software hilfreich (Foto: tamu.edu) |
College Station/Blacksburg/Pfinztal (pte019/04.05.2018/13:30) Forscher der Texas A&M University http://tamu.edu und der Virginia Polytechnic Institute and State University http://vt.edu forschen an nanoporösem Gold (NPG), ein Element, das in seinen Poren aktive Kulturen beherbergt. Der Clou daran: Dafür gehen sie jedoch nicht ins Labor, sondern nutzen eine eigens für die Forschung an dem Material entwickelte Bildanalyse-Software, die Fotos von rund 150 wissenschaftlichen Arbeiten analysiert und dokumentiert hat.
Software begünstigt Forschung
"Nanoporöse Materialien werden unter anderem als Anreicherungsmaterialien verwendet", erklärt Jürgen Hürttlen vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie http://www.ict.fraunhofer.de gegenüber pressetext. Dies werde durch die Materialstruktur und die Poren in den Elementen ermöglicht. "Beispielsweise kommt nanoporöse Aktivkohle als unspezifischer, breitbandiger Adsorber in Klärwerken zum Einsatz. Mit selektiven, spezifischen Materialien werden bisher nur vereinzelte Randgebiete abgedeckt, zukünftige Forschung wird diese Materialien jedoch vielseitig einsetzbar machen", wie der Experte aufführt.
"Wir haben herausgefunden, wie sich Temperatur und Zeit auf die Eigenschaften von NPG auswirken", sagt Forschungsleiter Ian McCue. Sein Kollege Josh Stuckner pflichtet ihm bei: "Wir wussten bereits, dass es gewisse Stellschrauben gibt. Jetzt haben wir eine weitere gefunden", wie der Wissenschaftler und Entwickler der Bildanalyse-Software erläutert.
Kleinstarbeit mit porösem Netzwerk
Frühere Versuche, Merkmale des NPG zu messen, führten zu fünf bis sechs Datensätzen - mithilfe der Software kamen die Wissenschaftler nun auf 80 Datensätze. Das wiederum ermöglichte es ihnen, NPG-Merkmale zu beschreiben, die auf verschiedene Verarbeitungstechniken schließen lassen. "All das wurde nicht durch Experimente möglich, sondern durch cleveres 'Data-Mining' und Analyse", wie McCue betont.
An NPG wird seit etwa 15 Jahren geforscht. Es handelt sich um ein dreidimensionales, poröses Netzwerk von verwobenen Strängen, die sich an sogenannten Knotenpunkten verbinden. Die Dimensionen des Materials sind unvorstellbar klein; einige der Poren passen um drei nebeneinander liegende DNA-Stränge. McCue erklärt, dass es fast unmöglich und extrem zeitaufwendig ist, Merkmale wie Länge oder Durchmesser von Strängen und Knoten zu messen - dies schafft die von Stuckner entwickelte Software nun jedoch.
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