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FP7

DPNLipidMembranes Ergebnis in Kürze

Project ID: 328163
Gefördert unter: FP7-PEOPLE
Land: Deutschland

Die Herstellung bionischer Lipidmembranen

Bei der Bionik geht es um die Nachahmung von Systemen und Elementen, die in der Natur vorkommen, um technische Probleme zu lösen. Eine Verschmelzung bionischer Ansätze mit der Nanotechnologie eröffnet neue Horizonte für die Zukunft der Nanoherstellung.
Die Herstellung bionischer Lipidmembranen
Bei der Dip-Pen-Nanolithographie (DPN) handelt es sich um eine Verfahren, bei dem die Spitze eines Rasterkraftmikroskops (atomic force microscope, AFM) verwendet wird, um direkt auf Substraten mit einer Vielzahl von Tinten Muster herzustellen. Dieses Verfahren ermöglicht eine Flächenstrukturierung in Maßstäben, die weniger als 100 Nanometer betragen. Molekulare Tinte besteht aus kleinen Molekülen, die die Spitze eines DPN bedecken und die über einen Wassermeniskus zugeführt werden. Als flüssige Tinte eignet sich jedes Material, das bei Dosierbedingungen flüssig ist.

Das Ziel des EU-finanzierten Projekts DPNLIPIDMEMBRANES (In depth characterization of bio-mimetic lipid membrane structures generated by dip-pen nanolithography) bestand in einer Analyse der Lipidmembranstruktur DPN-hergestellter phospholipider Membranen. Die Wissenschaftler beabsichtigten, wichtige Informationen in Erfahrung zu bringen, welche das Design und die Herstellung biomimetischer Strukturen für biologische und biomedizinische Anwendungen ermöglichen.

Es wurde gezeigt, dass die Struktur von über DPN-Verfahren erstellten Lipidmembranen durch die Tintenflussgeschwindigkeit und die Oberflächenenergie bestimmt wird. Die Fließgeschwindigkeit hing von den physikochemischen Eigenschaften der Tinte wie etwa der Viskosität ab. Unter Verwendung dieses Modells stellten die Forscher fest, dass das Wachstum bei kurzer Verweilzeit durch die Meniskusdiffusion und bei langer Verweilzeit durch die Oberflächendiffusion bestimmt ist. Der kritische Punkt für einen Regimewechsel hing von der Feuchtigkeit ab.

Hydrophobe Flächen unterstützten eine lipide Neuanordnung in den befeuchteten Monoschichten, die sich im Vergleich zu hydrophilen Flächen mit einer anderen Kinetik über Flächen ausbreiteten. Oberflächen, die eine starke Interaktion mit Lipiden zeigen, unterstützen eine schnelle Ausbreitung der lipiden Tinte und führten zur Herstellung von Strukturen mit einer größeren Oberfläche. Der diffusive Charakter der Lipide ermöglicht somit über die Einstellung der Viskosität oder über das Schreiben unter anderen Bedingungen die Herstellung von Strukturen mit unterschiedlichen Seitenverhältnissen.

Lipid basierte DPN-Verfahren sind ein äußerst attraktives Werkzeug für die Herstellung kombinatorischer Anordnungen in biologischen/biomedizinischen Systemen. Das im Laufe des DPNLIPIDMEMBRANES-Projekts gewonnene Wissen hat zu wichtigen Erkenntnissen für die Optimierung und das Design neuer DPN-technischer Anwendungen geführt.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Bionik, Lipidmembran, Nanotechnologie, Dip-Pen-Nanolithographie, DPNLIPIDMEMBRANES
Datensatznummer: 188574 / Zuletzt geändert am: 2016-09-19
Bereich: Industrielle Technologien
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