Schaltkreise im Nanometer-Bereich als Ziel

1. April 2003, 12:38
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Winzige Prionen dienen als Matrizen - Das Ergebnis ist ein dünner, elektrisch leitfähiger Draht

Cambridge/Massachussets - Falsch gefaltete Proteinpartikel, besser bekannt als Prionen, könnten Anwendung bei der Erzeugung von Mikroschaltkreisen finden. Forscher des Whitehead Institutes und der University of Chicago haben die winzigen Prionen als Matrize verwendet, um Metalle aufzubringen. Der resultierende elektrisch leitfähige Draht ist viel dünner als herkömmliches Material. Die Ergebnisse präsentieren die Wissenschaftler im Fachblatt Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Die Konstruktion elektrischer Schaltkreise im Nanometer-Bereich gilt als eines der höchsten Ziele in der Nanotechnologie, ist aber äußerst komplex. Grund dafür ist nicht nur die geringe Größe, die Geräte sind zur Leitung der Elektrizität auch auf Nanodrähte angewiesen. Bisher scheiterten Forscher an der Massenproduktion der winzigen Drähte.

Proteine falsch gefaltet

Das Team unter der Leitung von Suan Lindquist verfolgte einen anderen Ansatz. Es wurden nicht die Drähte selbst produziert. Sie ließen die Prionen eine sehr dünne, faserartige Matrize bilden. Auf diese brachten sie Gold und Silber auf, die sich an die Proteinfasern banden. Die Fasern sind an sich Isolatoren und leiten keine Elektrizität. Durch die Gold- bzw. Silberpartikel-Hülle werden sie aber zu effektiven elektrischen Drähten. Dass die Wahl für die Matrizenbildung auf Prionen fiel, begründet Lindquist mit einer Eigenschaft, die sie für eine Massenproduktion ideal machen. Sie "rekrutieren" richtig gefaltete Proteine und machen daraus falsch gefaltete. Diese Kettenreaktion bestätigte sich auch in Laborexperimenten, in denen sich Ketten widerstandsfähiger und hitzeresistenter Proteinfasern, so genannte Amyloide, bildeten. Bei Menschen sind diese als Plaques bestens bekannt. Sie verändern die Nervenzellen von Alzheimer-Patienten und anderen neurodegenerativen Störungen krankhaft. Die in den Versuchen verwendeten Hefe-Prionen sind allerdings harmlos.

Lindquist geht davon aus, dass "es mit diesen Materialien möglich sein müsste, die außergewöhnliche Vielfalt und Spezifität von Proteinenfunktionen für elektrische Schaltkreise im Nanometer-Bereich nutzbar zu machen." (pte)

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    Die Verkleinerung von Schaltkreisen ist das Ziel.

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