Neue, extrem kleine, elektrisch leitfähige Drähte

Ziel der Forscher ist der Umbau eines DNA-Moleküls zu einem elektrisch leitfähigen “Nanodraht”.

Mit 770.000 Euro von der Volkswagen-Stiftung gefördert wird ein von sechs Arbeits-gruppen betriebenes Verbundvorhaben in den Materialwissenschaften. Neue, extrem kleine, elektrisch leitfähige Drähte entstehen durch die Kopplung von biologischer und unbelebter Materie. Beteiligt sind die RWTH Aachen, die Universität Marburg, das For-schungszentrum Karlsruhe sowie das “Technion – Israel Institute of Technology” in Haifa.

Das Projekt ist beispielhaft für ein Vorhaben, bei dem es um die Kopplung von biologi-scher und unbelebter Materie geht. Ziel der Forscher ist der Umbau eines DNA-Moleküls zu einem elektrisch leitfähigen “Nanodraht”. Und so wie einen dünnen Draht, der Strom leitet, kann man sich einen entsprechend modifizierten DNA-Strang in der Tat vorstellen. Zwei Wege wollen die Wissenschaftler verfolgen: Zum einen streben sie an, Metall-Nanopartikel in so engen Abständen an einen DNA-Strang zu binden, dass dieser elektrisch leitfähig wird – hier wird also von außen etwas an das Molekül ange-koppelt. Der zweite Ansatz hingegen sieht vor, bestimmte Bausteine des DNA-Molekülgerüsts (und zwar bestimmte Basen) durch metallionenhaltige Basen zu erset-zen – es wird folglich die innere Struktur der DNA selbst verändert. In beiden Fällen erhält man einen elektrisch leitfähigen Draht in extrem kleinen Ausmaßen. Nimmt man konkrete Anwendungen in den Blick, so könnten solche “DNA-Nanodrähte” beispiels-weise einmal als Leiterbahnen oder als Nanotransistoren Schaltkreise in Miniaturformat ermöglichen.

Seitens der Aachener Hochschule sind drei Forschungsgruppen beteiligt, die gleichzeitig Mitglieder des RWTH NanoClubs sind. Univ.-Prof. Dr. rer.nat. Ulrich Simon, Inhaber des Lehrstuhls für Anorganische Chemie und Elektrochemie sowie Leiter des Instituts für Anorganische Chemie, Univ.-Prof. Dr. phil. Herbert Schoeller, Inhaber des Lehrstuhls für
Theoretische Physik A und Leiter des Instituts für Theoretische Physik, sowie Univ.-Pof. Dr. rer.nat. Joachim Mayer, Leiter des Gemeinschaftslabors für Elektronenmikroskopie (GFE), koordinieren den Aachener Forschungsbeitrag.