WINZIGE KAPSELN MIT GROSSER WIRKUNG
Fast wie ein modernes Stillleben: Wer dieses Foto sieht, dringt tief in den menschlichen Körper vor. Die nur wenige Mikrometer großen Polymerhohlkapseln aus dieser Elektronenmikroskop-Aufnahme sind ein intelligentes Mikrotransportsystem, das Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam entwickelt haben. Es transportiert Wirkstoffe in Form von kleinen Kügelchen im Organismus und setzt diese gezielt an erkrankten Zellen frei. Damit sich die Hüllen der Kapseln erst an den gewünschten Stellen, wie etwa Krebszellen, öffnen, bekommt ihre Oberfläche Erkennungsmoleküle. Diese docken dann an die kranken Zellen an. Veränderte Bedingungen in der Umgebung, etwa die Temperatur, können die Wände der Kapseln abdichten oder aber auch so aufweichen, dass die Wirkstoffe in den Organismus entweichen können.
Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung, Potsdam
DYNAMIK VON ELEKTRONEN
In der grünen Mitte entspringt das große Strömen und alles erscheint im Fluss: Diesen Eindruck erwecken die Elektronen auf diesem Bild. Sie bewegen sich in einem zweidimensionalen Elektronengas von einer punktförmigen Quelle in alle Richtungen. Simuliert haben dieses Szenario Physiker des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation am Computer. Ort des fiktiven Geschehens ist eine wenige millionstel Millimeter dicke, leitende Schicht spezieller Halbleiterbausteine. Nachdem alle negativ geladenen Teilchen an einem Punkt mit der gleichen Geschwindigkeit gestartet sind, breiten sie sich in unterschiedliche Richtungen aus. Schwache Störstellen führen zu den „Fehltritten“ der Elektronen und damit zu der Verästelung des Teilchenstroms. Mit solchen Simulationen gewinnen die Forscher eine Vorstellung von Teilchenbewegungen im Mikrometerbereich, die in die Entwicklung von Halbleiterbausteinen einfließen könnte.
Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation, Göttingen
FANGNETZE FÜR BAKTERIEN
Keine Chance für Krankheitserreger: In den gelben Netzen der Neutrophilen verfangen sich die roten unerwünschten Bakterien-Eindringlinge, kleben fest und werden so abgetötet. Diesen eindrucksvollen Abwehrmechanismus des menschlichen Immunsystems veranschaulichen Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin mit dieser nachkolorierten Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme, der sich als interessante Entdeckung herausstellte: Dass Neutrophile, die zu den weißen Blutkörperchen gehören, Bakterien buchstäblich auffressen können, indem sie die Erreger umschließen und im Zellinneren verdauen, wusste die Forschung. Neu jedoch war die Erkenntnis, dass Neutrophile faserige Strukturen wie ein Netz auswerfen, damit Bakterien fangen und außerhalb der Zelle abtöten können.
Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie, Berlin
WELT AUS DUNKLER MATERIE
Intensive Farben und ein Leuchten wie ein Sternenhimmel: Dieses Computermodell zeigt ein virtuelles kosmisches Netz aus Dunkler Materie, das einzelne hell leuchtende Galaxien im Universum verbindet. Als Dunkle Materie bezeichnen Wissenschaftler Materie, die sie nicht optisch nachweisen können, von der sie aber annehmen, dass es sie gibt. Mit ihrer Simulation machen Forscher am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching die Dunkle Materie sichtbar. So erkunden sie ihre Auswirkungen auf Himmelskörper und die Entstehung kosmischer Strukturen. Im Modell stehen die Helligkeitsunterschiede für die Dichte der Materie und die Farbtöne für die verschiedenen Geschwindigkeiten der Materieteilchen. Es zeigt, wie Dynamik und Gravitation der Teilchen der Dunklen Materie zu der großen Vielfalt und Komplexität kosmischer Strukturen führen.
Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching
NADELFÖRMIGE KÖRNER VERSTÄRKEN KERAMIK
Ein stabiles Innenleben bunt durchleuchtet: Mit langgestreckten, nadelförmigen Körnern im Gefüge können keramische Werkstoffe wirkungsvoll verstärkt werden. Mit ihrer Durchlichtaufnahme mit polarisiertem Licht eines Dünnschliffs zeigen Forscher des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme(ehemals Max-Planck-Institut für Metallforschung) in Stuttgart zwei etwa gleich große Körner (weiß und blau), bei denen jeweils die Basisebene um das andere Korn herumgewachsen ist.
Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Stuttgart
ATOMARE PERLSCHNÜRE
Wie eine Perlentreppe abwärts: Zum Eintauchen in kleinste Welten verführt diese Aufnahme. Gemacht wurde sie von Wissenschaftlern des Fritz-Haber-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin, um die Oberflächenstruktur der Einkristalle unter anderem mit Hilfe computergestützter theoretischer Methoden sichtbar zu machen. Die geometrische Anordnung der Atome an der Oberfläche von Einkristallen spielt eine entscheidende Rolle beim Verständnis ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften. Die Forscher entwickelten für ihre Untersuchungen eine spezielle Visualisierungssoftware. Für die Darstellung der obersten Schicht des Palladium-Einkristalls wurde die Oberfläche aus ästhetischen Gründen optisch stark verzerrt. Dadurch entsteht der Eindruck von gekrümmten Flächen aus Perlschnüren, die im Zentrum des Bildes ins Unendliche führen.
Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin
