Die belebte Natur macht Technikern und Ingenieuren noch immer vor, wie elegant molekular-mechanische Lösungen letztlich sein können. Allerdings ist ihre Komplexizität derart enorm, dass Forscher den Mechanismen und Prozessen kaum zu folgen vermögen. Trotzdem stoßen die Mechaniker der Atome und Moleküle immer weiter in die Welt der Nano-Biotechnologie hinein und mischen kräftig mit. "Dabei versuchen wir zunächst, mit Nanomikroskopie und Rasterkraftmikroskopie in diese Dimensionen hineinzuschauen und dabei auch die Funktion biologischer Strukturen im lebenden Zustand zu verfolgen", berichtet Professor Harald Fuchs vom Physikalischen Institut der Universität Münster. Die Reichweite der Instrumente ist enorm: So stellen heutige Kraftmikroskope beispielsweise unmittelbar fest, mit welcher Festigkeit ein einzelner Antikörper an seiner Beute anhaftet. So genannte Zwei-Photonen-Laseroptiken gestatten die Registrierung nanoskopischer Details im Inneren lebender Zellen. Eine weitere wesentliche Anwendung der Nano-Biotechnologie ist aber auch das Hochdurchsatz-Screening, bei dem die Wirksamkeit tausender Substanzen auf einem Biochip geprüft wird.
Die Nanotechnik bietet aber auch exotischeren Ideen Spielraum, wie etwa der Nachbau von biologischer Komponenten für technische Anwendungen. "Es wäre denkbar, diese sehr komplizierten Prinzipien technisch so umzusetzen, dass sie unter Umweltbedingungen verwendbar werden, in denen die Biologie nicht mehr funktioniert, beispielsweise bei hohen Temperaturen", so Fuchs. Der Forscher denkt dabei an Motoren, die nach dem Prinzip von Muskeln bei bis zu 400 Grad Celsius arbeiten, oder drehende Nano-Antriebe nach dem Vorbild von Bakterien-Geißeln. Zwar sei ihre Funktionsweise heute gut verstanden, doch ein synthetisch-chemischer Nachbau liege noch in weiter Ferne. Dies sei aber auch gar nicht notwendig, meint Harald Fuchs, denn die Biologie liefere die Motoren ja selbst: "Erste Experimente untersuchen bereits, wie verschiedene biologische Bauteile mit anorganischen Bestandteilen zu derartigen Maschinen gekoppelt werden können, beispielsweise ein kleiner Rotor aus Silizium, der mit Energie aus biologischem ATP angetrieben wird."
Der Physiker ist überzeugt, das in Zukunft immer mehr Strukturen entwickelt würden, die sich auf der Grenzlinie zwischen belebter Natur und unbelebter Technik bewegten und überdies sehr gut kontrollierbar seien. Experten prognostizieren für diesen Nano-Biosektor eine vergleichbar dynamische Entwicklung, wie sie die Mikroelektronik bereits erlebt hat.
[Quelle: Mathias Schulenburg]
Die Nanotechnik bietet aber auch exotischeren Ideen Spielraum, wie etwa der Nachbau von biologischer Komponenten für technische Anwendungen. "Es wäre denkbar, diese sehr komplizierten Prinzipien technisch so umzusetzen, dass sie unter Umweltbedingungen verwendbar werden, in denen die Biologie nicht mehr funktioniert, beispielsweise bei hohen Temperaturen", so Fuchs. Der Forscher denkt dabei an Motoren, die nach dem Prinzip von Muskeln bei bis zu 400 Grad Celsius arbeiten, oder drehende Nano-Antriebe nach dem Vorbild von Bakterien-Geißeln. Zwar sei ihre Funktionsweise heute gut verstanden, doch ein synthetisch-chemischer Nachbau liege noch in weiter Ferne. Dies sei aber auch gar nicht notwendig, meint Harald Fuchs, denn die Biologie liefere die Motoren ja selbst: "Erste Experimente untersuchen bereits, wie verschiedene biologische Bauteile mit anorganischen Bestandteilen zu derartigen Maschinen gekoppelt werden können, beispielsweise ein kleiner Rotor aus Silizium, der mit Energie aus biologischem ATP angetrieben wird."
Der Physiker ist überzeugt, das in Zukunft immer mehr Strukturen entwickelt würden, die sich auf der Grenzlinie zwischen belebter Natur und unbelebter Technik bewegten und überdies sehr gut kontrollierbar seien. Experten prognostizieren für diesen Nano-Biosektor eine vergleichbar dynamische Entwicklung, wie sie die Mikroelektronik bereits erlebt hat.
[Quelle: Mathias Schulenburg]