Nanomanipulationen und Nanomaschinen für die Medizin

Rund zehn Prozent der von der DFG für die vierjährige Verlängerung des SFB 486 bewilligten 8,3 Millionen Euro fließen an zwei Augsburger Teilprojekte.


Die Augsburger Teilprojekte des Sonderforschungsbereichs „Manipulation von Materie auf der Nanometerskala“ (SFB 486) sind für weitere vier Jahre gesichert. Von den 8,3 Millionen Euro, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) jetzt für die vierjährige Fortführung dieses im Jahr 2000 eingerichteten und mittlerweile auf seinem Gebiet weltweit als führend anerkannten Sonderforschungsbereichs bewilligt hat, entfallen 0,8 Millionen Euro auf die beiden Projekte der Augsburger Physiker Prof. Dr. Peter Hänggi (Lehrstuhl für Theoretische Physik I) und Prof. Dr. Achim Wixforth (Lehrstuhl für Experimentalphysik I).

Nanotechnologie und Nanowissenschaften stehen mehr denn je im Brennpunkt spannender Problemstellungen der supramolekularen Chemie, der Festkörperphysik und der physikalischen Biologie. Im SFB 486, bei dem die Ludwig-Maximilians-Universität München federführend ist, erforschen Physiker, Chemiker, Biophysiker und Biochemiker der beiden Münchner Universitäten, der Max-Planck-Gesellschaft und der Universität Augsburg in einem Verbund von insgesamt 19 Teilprojekten die elektro-mechanische und elektro-optische Steuerung von nanoskopischen Systemen. Zwei dieser Teilprojekte werden am Institut für Physik der Universität Augsburg von den Arbeitsgruppen Hänggi und Wixforth bearbeitet.

Nervensignale, Virenwanderwege in Zellen und Nano-Fabriken

In der zurückliegenden Förderperiode sind den beteiligten Wissenschaftlern herausragende Entdeckungen und Fortschritte gelungen. An erster Stelle ist hier die aktive Kontrolle der neuronalen Signalverarbeitung durch gezielte Manipulationen an Ionenkanälen zu nennen. In den kommenden vier Jahren wird sich zum einen Hänggis Arbeitsgruppe nun verstärkt der Frage widmen, wie Viren – etwa das HIV-Virus – in Zellen eindringen und zum Zellkern weiterwandern, und man wird versuchen, die Rolle von seltenen Fluktuationen in Nanomaschinen besser verstehen zu lernen. In einem gemeinsamen Projekt werden die Theoretiker um Hänggi und die Experimentalphysiker am Lehrstuhl Wixforth zum anderen mittels „planer Fluidik“ auf strukturierten Chipoberflächen den gezielten Transport von Biomolekülen und anderen Makromolekülen studieren mit dem Ziel, diesen Transport manipulieren zu können. „Wir wollen“, erläutert Wixforth, „die Funktionsweise der im Zellinneren aktiven Motorproteine verstehen lernen, um sie dann für den gerichteten Transport nanoskaliger Halbleiter-Bausteine in mikroskopisch kleinen ’Fabriken’ gezielt einsetzen zu können. Konkret streben wir in diesem Projekt die hierfür erforderliche optimale Mischung von Reagenzien in winzigen Volumina an, die etwa einem durch 1.000.000.000.000.000 – das ist eine Milliarde mal eine Million – geteilten Liter entsprechen.“ Zugleich soll dabei das Verständnis mikrofluidisch induzierter Prozesse bei der Blutgerinnung vorangebracht werden, die u. a. zur Arteriosklerose führen. Und schließlich wird die Realisierung optisch geschalteter molekularer Ventile und maßgeschneiderter Nanotransporter für Pharmaka angestrebt.

„Von der transdisziplinären Zusammenarbeit zwischen Physikern, Chemikern, Medizinern und Biologen, die sich in diesem SFB 468 aus ihrer jeweiligen Fachkenntnis heraus auf gemeinsame Fragestellungen konzentrieren, versprechen wir uns auch in den kommenden vier Jahren spannende neue Entdeckungen“, meint Hänggi.

ANSPRECHPARTNER:

Prof. Dr. Peter Hänggi
Lehrstuhl für Theoretische Physik I,
Telefon 0821/598-3250
peter.haenggi@physik.uni-augsburg.de

Prof. Dr. Achim Wixforth
Lehrstuhl für Experimentalphysik I,
Telefon 0821/598-3301
achim.wixforth@physik.uni-augsburg.de

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