Break Junction
Was passiert, wenn ein Goldfaden zerrissen wird? Verändert sich der elektrische Strom kontinuierlich oder springt er diskret, entsprechend der noch vorhandenen zusammenhängenden Kanäle mit ganzen Zahlen? Die beiden Hälften einer noch zusammenhängenden Goldbrücke werden langsam auseinandergezogen. Die blaue schraffierte Wolke symbolisiert den fliessenden Strom. Deutlich kann beobachtet werden, dass sich die Stromkanäle sprungartig reduzieren bis der Strom völlig unterbrochen wird. Beim Wiederannähern setzt, sobald sich die Goldatome berühren, wieder ein Stromfluss in Bewegung. In der zweiten Hälfte des Videos wird dem Aufreissen und dem Wiederzusammenfügen der Goldbrücke unterhalb noch die Darstellung des fliessenden Stromes als Diagramm dargestellt. Dieses Video hat als Ende dasselbe Bild wie am Anfang und kann somit endlos wiederholt werden.
KugelmotorDer Kugelmotor wurde von Dr. Lukas Howald an der Universität Basel erfunden, um im Vakuum die Position von Laserstrahlen zu justieren. Um mechanische Feinjustierung mit Durchführungen durch das Vakuumgefäss zu vermeiden, bietet sich als elegante Lösung: diesen Vorgang mit elektrischen Signalen, welche sehr einfach ins Vakuumsystem geleitet werden können, zu vollziehen. Die Grundidee des Kugelmotors beruht auf einer magnetisierbaren Eisenkugel und drei Piezoröhrchen, welche im gegenseitigen Winkel von 90°auf das Zentrum der Kugel zielen. Die drei Piezoröhrchen sind dazu in einem Supportmaterial eingelassen, am Ende jedes Piezoröhrchens ist eine kleine Kugel aus Rubin angebracht, um die Reibung zur Eisenkugel zu definieren. Zusätzlich hält ein Magnet die Eisenkugel auf den Enden der Piezoröhrchen mit einer gewissen Kraft (als blaues Kraftfeld sichtbar) fest. Im Video wird gezeigt, wie je zwei der drei Piezoröhrchen sägezahnförmig verbogen werden, um während der langsamen Flanke des Signals die Kugel um eine Achse zu drehen. Während der sprungartigen schnellen Flanke bleibt die Eisenkugel durch ihre Trägheit am Ort stehen. Auf diese Weise kann die Kugel kontinuierlich um die drei zueinander senkrecht stehenden Achsen vor und zurück gedreht werden. Gegen Ende der Sequenz wird gezeigt wie ein Laserstrahl tatsächlich mit einer spiegelnden Fläche ins Zentrum eines Detektors gelenkt werden kann.
Deformation eines MolekülsDieses Video entstand in Zusammenarbeit mit Frau Prof. Dr. Bianca Hermann der Universität München. Moleküle zeigen im freien Raum eine Form, welche sich in allen drei Raumrichtungen, also dreidimensional frei entfaltet. Im Gegensatz dazu passen sich diese Moleküle der flachen Struktur eines Substrates beim Anlagern an die Oberfläche optimal an. Dieses Video zeigt das Molekül im freien Raum und danach, wenn es auf eine Graphitoberfläche deponiert wird. Deutlich sind die Veränderungen der Winkel von einer dreidimensionalen Struktur zu der flachen Struktur sichtbar. Das Video kann endlos wiederholt werden.
Funktion der Poren einer ZellwandDieses Video wurde als Beitrag für die Biologie im Zusammenhang mit Prof. Dr. Roderick Lin der Universität Basel entwickelt. Die Vorgänge an Zellmembranen und ihren Poren sind sehr komplex. Jede Pore der Zellhülle ist mit aktiven Fäden als Barriere gegen das Eindringen unerwünschter Moleküle (rote Kugel) geschützt. Nur wenn die für die Zellen notwendigen Moleküle (grüne Kugeln) noch zusätzlichen in einen Container eingepackt werden, ist die Fadenbarriere der Pore der Zellen zu überwinden. Im Innern der Zelle wird dann das positive Molekül (grüne Kugel) wieder aus dem Container freigesetzt. Der Container selbst wird im Innern der Zelle isoliert (weisse Kugel).