Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schreiben mit dem Nanofüller

10.12.2010
Dip-Pen-Nanolithographie mit poröser Spitze erzeugt Nanomuster aus Viren

Immer kleinere nanoskopischer Strukturen werden für integrierte Schaltkreise, Biosensoren oder Genchips benötigt. Ein Verfahren zu deren Herstellung ist die so genannte Dip-Pen-Nanolithographie, bei der Muster mit der Nanospitze eines Rasterkraftmikroskops direkt auf ein Substrat „geschrieben“ werden.

In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen koreanische Forscher um Jung-Hyurk Lim von der Chungju National University in Chungjunun eine weiterentwickelte Nanospitze für diese Methode vor. Mit diesem „Nanofüller“ lassen sich komplexe Nanomuster aus großen Biomolekülen, etwa kompletten Viruspartikeln, rasch, präzise und flexibel erzeugen.

Die Rasterkraftmikroskopie, ursprünglich zur Bestimmung der nanoskopischen Struktur von Oberflächen konzipiert, wurde inzwischen sehr erfolgreich „zweckentfremdet“: Bei der Dip-Pen-Nanolithographie wird die Nanospitze wie eine Feder in ein „Tintenfässchen“ eingetaucht und dann werden Moleküle wie Tinte auf eine geeignete Unterlage in Form komplexer Nanomuster aufgetragen. Entscheidend ist dabei ein winziger Wasser-Meniskus zwischen der zu beschreibenden Oberfläche und der Nanospitze, durch den die Moleküle der „Tinte“ – DNA, Peptide oder auch Proteine – auf die Oberfläche wandern.

Noch größere Biomoleküle können dagegen nicht durch den Meniskus diffundieren und lassen sich daher nicht auftragen. Diese Limitierung haben die koreanischen Wissenschaftler dank einer neuartigen Nanospitze nun überwunden. Sie besteht aus Siliciumdioxid, das mit einem gut charakterisierten biokompatiblen Polymer beschichtet wird. Dabei einsteht ein nanoposöres Polymernetzwerk mit Porendurchmessern zwischen fünfzig und einigen hundert Nanometern.

Wird diese Spitze in eine Lösung eines Biomoleküls getaucht, quillt das poröse Polymer zu einem Gel auf und absorbiert dabei die Flüssigkeit. Bringt man den beladenen „Nanofüller“ mit einem Amin-beschichteten Substrat in Kontakt, diffundieren die Biomoleküle aus dem Gel auf die Oberfläche. Da die Diffusion vom Gel auf die Obefläche viel leichter verläuft als die Diffusion durch einen Wassermeniskus, lassen sich wesentlich größere Biomoleküle auftragen als bei der konventionellen Methode.

Die Forscher wählten zur Demonstration komplette mit einem Fluoreszenzfarbstoff versehene Viruspartikel als „Tinte“. Damit ließen sich Muster aus mehr als 1000 einzelnen Nanopünktchen erzeugen, ohne den „Füller“ neu auftanken zu müssen. Anders als bei der konventionellen Methode steigt mit zunehmender Kontaktzeit der Unterlage mit dem Füller lediglich die Anzahl der einzelnen Viren innerhalb des Pünktchens, nicht aber dessen Durchmesser. Den Forschern gelang es dennoch, Punkte verschiedener Größe (400, 200 und 80 nm) herzustellen, indem sie den Durchmesser der Spitze variierten. Und diese lässt sich ganz leicht über die Dauer der Polymerisationsreaktion zur Beschichtung der Spitze steuern.

Angewandte Chemie: Presseinfo 43/2010

Autor: Jung-Hyurk Lim, Chungju National University (Rep. Korea)

Angewandte Chemie 2010, 122, No. 50, 9883–9886, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201004654

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://dx.doi.org/10.1002/ange.201004654

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Navigation mit dem sechsten Sinn
27.04.2018 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Forscher entdecken 30 neue Gene für Depression
27.04.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Why we need erasable MRI scans

New technology could allow an MRI contrast agent to 'blink off,' helping doctors diagnose disease

Magnetic resonance imaging, or MRI, is a widely used medical tool for taking pictures of the insides of our body. One way to make MRI scans easier to read is...

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz »Encoding Cultures. Leben mit intelligenten Maschinen« | 27. & 28.04.2018 ZKM | Karlsruhe

26.04.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zur Marktentwicklung von Gigabitnetzen in Deutschland

26.04.2018 | Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Nano-Drähte auf Stents sollen Kindern mit Herzfehler unnötige Eingriffe ersparen

27.04.2018 | Medizintechnik

Herz-Medikament kurbelt Reparatur von Neuronen an

27.04.2018 | Medizin Gesundheit

Warum Getreide besser ist

27.04.2018 | Agrar- Forstwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics