Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

DNA wird durch Platinbeschichtung zum Nanodraht

03.04.2007
Forscher modellieren das Wachstum von Edelmetallclustern am Computer

Leitet das strickleiterförmige DNA-Molekül eigentlich elektrischen Strom? Bereits 1962 hatten zwei Wissenschaftler der Universität Bristol einen geringen Stromfluss gemessen; später stellte sich allerdings heraus, dass der Strom durch die Eisschicht geflossen war, die die DNA umgab. Bis heute ist nicht klar, ob Elektronen nur über kurze Distanzen von wenigen Basenpaaren "tunneln" oder ob sie sich vielleicht auch sprungweise über größere Distanzen fortbewegen können.

Ihre langkettige, robuste Form und die Fähigkeit zur Selbstorganisation beim Aufbau komplexer Netzwerke machen die DNA in jedem Fall zu einem idealen Trägermaterial (einem so genannten "Templat") für elektrische Drähte mit Durchmessern im einstelligen Nanometerbereich. Um nun eine optimale Leitfähigkeit dieser Drähte zu gewährleisten, gibt es mehrere Möglichkeiten. Man kann die Struktur der DNA selbst verändern, in dem man bestimmte Basen durch andere, metallionenhaltige Basen ersetzt. Oder man versucht, Metallpartikel in engen Abständen an die DNA zu binden und sie so stromleitend zu machen. Den zweiten Ansatz verfolgen die Wissenschaftler am Institut für Werkstoffwissenschaft der TU Dresden: sie lagern Platinsalze an die DNA an, die dann zu regelmäßigen Platinclusterketten wachsen.

Solche Vorgänge sind in ihren Teilprozessen experimentell praktisch nicht mehr auflösbar, können jedoch mittels theoretischer Simulationen mit immer größerer Treffsicherheit am Computer modelliert werden. In Zusammenarbeit mit der Universität Trieste und dem Imperial College London ist es den Dresdnern auf diese Weise gelungen, nanoelektronische Schaltkreise aus einzelnen metallisierten DNA-Ketten zu bauen. Solche Schaltkreise sind für verschiedene Anwendungen interessant; gemeinsam mit sechs Industrieunternehmen entwickelt das Institut für Werkstoffwissenschaft in einem neu gegründeten Wachstumskern Biosensoren und Katalysatoren.

Am neuen Hochleistungsrechner des Zentrums für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen der Technischen Universität Dresden wird das Projekt von Prof. Wolfgang Pompe und seinen Kollegen zur Ausbildung von nanoelektronischen Strukturen durch die Beschichtung biologischer Trägermaterialien eines der rechenintensivsten überhaupt sein. Ein Beispiel: Alle Vorgänge, die stattfinden, wenn die Metallatome sich im wässrigen Medium an die passenden Basenpaaren der DNA anlagern, müssen über einen Zeitraum von etwa 20 Pikosekunden (1 Pikosekunde entspricht 0,000 000 000 001 Sekunden) simuliert werden können. Für solche Berechnungen soll auch das zukünftige Netzwerk mehrerer Hochleistungsrechner in Deutschland (GRID) genutzt werden, dessen Teil der neue Dresdner Supercomputer sein wird.

Weitere Informationen: Prof. em. Dr. rer. nat. habil. Wolfgang Pompe, Technische Universität Dresden, Institut für Werkstoffwissenschaft, Professur für Materialwissenschaft und Nanotechnik, Tel. 0351 463-31420, pompe@tmfs.mpgfk.tu-dresden.de

Kim-Astrid Magister | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-dresden.de/

Weitere Berichte zu: Basen DNA Trägermaterial Werkstoffwissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Bessere Anwendungsmöglichkeiten für Laserlicht
28.03.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Biegsame Touchscreens: Neues Herstellungsverfahren für transparente Elektronik verbessert
28.03.2017 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von Agenten, Algorithmen und unbeliebten Wochentagen

28.03.2017 | Unternehmensmeldung

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit