Nanotechnologie ahmt Biologie nach
Seit dem Einzug der Nanotechnologie in die Welt der Forschung und das tägliche Leben ist unser Wissen zur Synthese von Nanostrukturen auf molekularer Ebene bereits zügig vorangeschritten. Abseits der Bildung von Fußballmolekülen (Buckminster-Fulleren, engl. Buckyball) und Kohlenstoffnanoröhren ist unser gegenwärtiges Wissen darüber, wie sich Teilchen aus verschiedenen Materialien verbinden und zusammenfügen, jedoch noch recht begrenzt. Diesem Problem widmete sich das EU-finanzierte GOLEM-Projekt ("Bio-inspired Assembly Process for Micro- and Nano- Products") unter Einsatz eines Ansatzes auf Basis bioinspirierter Geschehnisse beim Zusammenfügen von Teilchen auf Mikro- und Nanoebene. Die Projektpartner untersuchten und modellierten verschiedene, von biologischen Systemen inspirierte Mechanismen wie die Avidin-/Streptavidin-Proteininteraktion, DNA und Polymere mit Wasserstoffbrücken. Das Konsortium setzte Kügelchen mit diversen Durchmessern ein und testete deren Bindungseffizienz, um die Bindung von Kügelchen mit einem Durchmesser von bis zu 10 Mikron zu demonstrieren. Gleichzeitig wurden die Methoden zum Manipulieren dieser Komponenten optimiert. Es wurde eine Kammer für die flüssigkeitsbasierte Montage (fluidic assembly chamber) entwickelt, in der die Bestandteile unter Einsatz von Tröpfchen, eines Laserstrahls oder eines Dielektrophoreseprozesses beeinflusst werden. Ein wichtiges Ergebnis des GOLEM-Projekts war die effiziente Manipulation komplexer Formen wie etwa von Quadern mittels eines Prinzips, das auf laserinduzierter Marangoniströmung beruht. Schließlich entwickelten die Projektpartner ein Gerät auf Grundlage mobiler Mikroroboter, um zusammengefügte Bestandteile in Hinsicht auf die Bindungsfestigkeit zu charakterisieren und zu beeinflussen. Insgesamt konnte das GOLEM-Projekt die Realisierbarkeit des Einsatzes biologisch basierter Bindungen bei Mikro- und Nanomaterialien nachweisen. Neben der Erkundung und Bereitstellung wertvollen Wissens über neuartige Mechanismen zur Herstellung von Nanostrukturen wird eine Kommerzialisierung der Projektergebnisse Innovationen auf dem Gebiet der Nanotechnologie voranbringen.
