Umfangreiche Fortschritte bei Nanoanalysen
Die Art und Weise, wie Materialien in ausgefeilten Produkten von medizinischen Geräten bis hin zu Flugzeugbauteilen verwendet werden, hat sich enorm weiterentwickelt. Mit dem Aufkommen der Nanotechnologie ist es nun wichtiger als je zuvor, in der Lage zu sein, biomolekulare und polymere Oberflächen, welche auf Nanoebene einzigartige Eigenschaften aufweisen, zu analysieren und handzuhaben. Das EU-finanzierte Forcetool-Projekt ("Multipurpose Force Tool for Quantitative Nanoscale Analysis and Manipulation of Biomolecular, Polymeric and Heterogeneous Materials") entwickelte Mehrzweckinstrumente zur Analyse dieser neuen Oberflächen. Es zielte darauf ab, ihre Topografie zu verzeichnen, ihren Aufbau zu untersuchen und ihre Eigenschaften an Luft oder in Flüssigkeiten zu überprüfen, um ihre Funktionalität unter einer Reihe von industriellen Umgebungen sicherzustellen. Das geplante Werkzeug soll die Oberflächen mit sehr hoher Genauigkeit analysieren und mit existierenden Atomkraftmikroskopen kompatibel sein. Forcetool konnte erfolgreich mehrere bi-modale Detektorprototypen für die Atomkraftmikroskopie (Atomic Force Microscopy, AFM) entwickeln, herstellen und erproben. Mit dieser Ausrüstung gelang es, Proteine (Antikörper) in der Luft und in flüssigen Umgebungen genau zu beobachten. Sie wurde mit verschiedenen mechanischen und elektrostatischen Kräften sowie Cantilevern betrieben, darüber hinaus kamen verschiedene Proben zur Verwendung (Biomoleküle, Polymere, Schichtmaterialien). Die Ausrüstung wies eine Empfindlichkeit von etwa 0,2 pN auf, dies ist 10 Mal besser als die Empfindlichkeit herkömmlicher AFM. Es kann bei höheren Harmonischen arbeiten und in Flüssigkeiten Bilder mit höherer Auflösung erzeugen. Das Projektteam einwickelte eine Möglichkeit zur Identifizierung der Energieverluste auf Nanoebene weiter, dies stellte sich als sehr nützlich bei der Charakterisierung dünner Polymerschichten heraus. Die resultierende Methode und Ausrüstung erregte großes Interesse im Bereich von Unternehmen, die diese Technologie anwenden wollen, beispielsweise Asylum Research (USA), Nanotec (Spanien) und ScienTec (France). 2007 erwarb Asylum Research die Rechte zur Kommerzialisierung des bi-modalen AFM-Konzepts des Projekts und brachte die Ausrüstung auf den Markt. Dies demonstrierte den Erfolg des Projekts.
