Archiv


Physik der weichen Materie

Physik. - In Helsinki beginnt heute die international besetzte Konferenz "Physics meets biology, von Biomembranen zu kationischen Liposomen". Es geht um die physikalischen Eigenschaften so genannter weicher Materie, eben von biologischen Membranen, aber auch zum Beispiel von Flüssigkristallen.

    Wichtigste Thema der Konferenz sind die Prinzipien, nach denen Biomembranen funktionieren. Denn wer diese begreift, kann sie manipulieren und etwa Stücke des Erbmoleküls DNA ohne Umstände in Zellen einschleusen. Mikko Karttunen vom "Laboratory for computational engineering" der Technischen Universität Helsinki: "Gentransfer-Vektoren sind ein wichtiges Thema, wie kann man ein elektrisch geladenes DNA-Stück durch eine Zellwand transportieren." Herauszufinden, wie dieses Transportgut verpackt werden muss, damit es durch die Hülle gelangt, ist wichtig für zahlreiche Forschungszweige - nicht zuletzt für die Gentherapie.

    Die Physik dieser weichen Materie ist eine komplexe Angelegenheit, so dass sich die Wissenschaft erst seit kurzem damit beschäftigt. Computer spielen eine wesentliche Rolle, und mit steigender Rechenleistung können die Wissenschaftler immer genauere Simulationen laufen lassen. "Es ist manchmal sehr schwierig, Gebiete anders als durch Simulationen zu erforschen", erklärt Karttunen. Experimentelle Tests sind allerdings immer noch das wesentliche Prüfverfahren für die Rechenmodelle.

    Doch nicht nur in den Lebenswissenschaften ist die Physik der weichen Materie von Nutzen. Ob Flüssigkristalle in den verschiedensten Bildschirmen und Anzeigetafeln oder Ferrofluide in der Technik, die Systeme sind überall. Dabei haben die im verborgenen arbeitenden Ferrofluide eine große Zukunft. "Sie bestehen aus kleinen Partikeln, wir nennen sie Kolloide, die größer sind als Moleküle und eine elektrische Ladung besitzen", erklärt Karttunen. Aufgrund ihrer Ladung richten sich die Ferrofluide aus, wenn eine elektrische Spannung angelegt wird, sie organisieren sich zum Beispiel in langen Ketten. Dieses Verhalten machen sich die Ingenieure in Autokupplungen oder in Dichtungen zu Nutze.

    [Quelle: Mathias Schulenburg]