|
Mit dem Kraftmikroskop "geschriebene" Punkte
dreidimensional.
Foto: Fabian Heinemann
Prof. Dr. Manfred Radmacher bei Arbeiten an dem
Rasterkraftmikroskop in seinem Labor.
Foto: Sabine Nollmann
|
Daher hat die Universität Bremen die
Entwicklung der Forscher aus dem Fachbereich Physik/Elektrotechnik nun
zum Patent anmelden lassen. Außerdem hat sich die innoWi GmbH der Idee
angenommen: Das Gemeinschaftsunternehmen der Bremer Hochschulen und
der Bremer Investitions-Gesellschaft mbH sucht nach Partnern in
Industrie und Wissenschaft.
"Wir verwenden zum Schreiben die Spitze eines Kraftmikroskops. Das
funktioniert fast so wie bei einem Plattenspieler, nur viel kleiner",
erklärt Radmacher. Man solle sich die Nadel vorstellen, die über die
Schallplatte gleitet. Eine solche Nadel gibt es auch in einem
Kraftmikroskop. An ihrer breitesten Stelle misst sie gerade mal 4
Mikrometer, ungefähr ein Zehntel eines Haardurchmessers, und an ihrer
Spitze ist sie nur wenige Atome breit. Diese Nadel kann Oberflächen
mechanisch abtasten und Bilder davon liefern. Man kann diese Nadel
aber auch zum Schreiben gebrauchen. Dazu verwenden die Wissenschaftler
Enzyme. Das sind Eiweiße, die chemische Reaktionen im Körper
beschleunigen. Da Enzyme jeweils nur eine bestimmte chemische Reaktion
katalysieren, findet man in der Natur eine Vielzahl von Ihnen.
Die Wissenschaftler bringen nun einzelne Enzymmoleküle auf die
Nadelspitze auf und fahren dann damit über die Unterlage. Diese Enzyme
produzieren mit Hilfe einer chemischen Reaktion die "Tinte", die sich
dann auf der Oberfläche niederschlägt. So lassen sich auf der Fläche
kleinste Strukturen "schreiben". Die Kunst sei es, nur wenige
Enzymmoleküle an die Nadelspitze zu bringen, sagt Radmacher. Auch hier
hatten die Forscher eine Idee. Die Enzymmoleküle werden vorher einzeln
mit der Kraftmikroskopspitze aufgesammelt. Hierbei helfen Methoden,
die normalerweise in der Molekularbiologie eingesetzt werden.
"Enzymgestützte Nanolithographie" haben die Bremer Wissenschaftler ihr
Verfahren genannt.
Enzymgestützte Nanolithographie
Und wofür das Ganze? Immer mehr Informationen müssen auf immer
kleinerem Raum untergebracht werden. Ein Beispiel dafür sind die
Computerchips. In der Medizin- oder in der Kommunikationstechnik,
nahezu in allen Haushaltsgeräten finden sich diese Hightech-Bauteile.
Die Strukturen werden immer winziger. In der Halbleiter-Industrie
arbeitet man bereits in Größenordnungen von rund 100 Nanometern. "Doch
die herkömmlichen Verfahren stoßen bald an ihre Grenzen", sagt
Radmacher. Die Enzymgestützte Nanolithografie biete nun ein großes
Potential, noch kleiner zu werden. "Wir eröffnen außerdem ein neues
Feld, weil wir chemische Veränderungen im kleinsten Bereich
ermöglichen können. So sind völlig neue Formen der Strukturierung von
Oberflächen möglich, die mit den bisherigen Methoden der
Mikrostrukturierung gar nicht denkbar wären."
"In ihrer Bandbreite stellt die Erfindung eine Basistechnologie dar
und damit eventuell künftig auch einen grundlegenden Standard in
diesem Arbeitsfeld", sagt Elke Zimmermann von der innoWi GmbH. Die
Biochemikerin sieht gute Chancen für die Vermarktung: Interessant sei
die Entwicklung für die Chip-Industrie, für die Hersteller von
Bio-Sensoren oder DNA-Chips. "Diese Erfindung zeigt, dass man mit
kommerziell erhältlichen Laborgeräten und -techniken Strukturgrößen im
Nanometer-Bereich erzeugen und abbilden kann - vorausgesetzt, man
beherrscht die Methoden, die in diesem Patent beschrieben werden. Das
ist hochinteressant für Unternehmen etwa in dem sich gerade
entwickelnden Gebiet der Nano-Biotechnologie." Das Projekt sei ein
schönes Beispiel für die wirtschaftliche Relevanz der
Grundlagenforschung. Bei der Vermarktung der Idee spricht sie jedoch
nicht nur die Industrie an. Für die gemeinsame Weiterentwicklung des
Verfahrens will sie auch wissenschaftliche Einrichtungen gewinnen.
|
