Tausende Nanomaschinen arbeiten erstmals im Gleichschritt

20. November 2012, 13:48

Zum ersten Mal gelang es Forschern, die Bewegung von künstlich hergestellten molekularen Maschinen zu koordinieren

Einem französischen Forscherteam ist es erstmals gelungen, Tausende künstlich hergestellte molekulare Maschinen koordiniert in Bewegung zu setzen und damit die Kontraktion von Muskelfasern nachzuempfinden. Die Kontraktion erstreckte sich über eine Länge von bis zu mehreren Mikrometern.

Biologische Nanomaschinen (Moleküle) sind komplexe Proteinverbindungen, die für wesentliche Lebensfunktionen wie den Ionentransport, die ATP-Synthese (energetisches Molekül) oder die Zellteilung verantwortlich sind. Unsere Muskeln werden durch die koordinierte Bewegung von Tausenden solcher Nanomaschinen gesteuert. Die Bewegung jeder einzelnen Nanomaschine erstreckt sich über eine Länge von nur wenigen Nanometern. Wird jedoch eine große Zahl solcher koordinierten Bewegungen miteinander verknüpft, so lässt sich die daraus resultierende Bewegung auf makroskopischer Ebene verstärken. Trotz zahlreicher Fortschritte in der Herstellung künstlicher Nanomaschinen konnte das Problem ihrer räumlichen und zeitlichen Koordinierung bis heute nicht gelöst werden.

10.000-fach verstärkte Bewegung

Das französische Forscherteam vom Charles Sandron Institut sowie vom Labor für Materie und komplexe Systeme der Universität Paris Diderot nutzte nun die natürlichen Prozesse der Nanomaschinen, um mit speziellen Proteinen einen künstlichen Muskelstrang kontrolliert strecken und kontrahieren zu lassen. Dazu hefteten sie die Eiweiß-Moleküle an eine winzige Kunststofffaser an und steuerten die Bewegung über den Säuregrad (pH-Wertes) der Flüssigkeit um den Muskel. Durch die Verkettung Tausender Nanomaschinen wurde die Bewegung dieser Molekülkette im Vergleich zu der mit einer einzelnen Nanomaschine erzielten Bewegung um ein 10.000-faches verstärkt.

Dieses Ergebnis ebnet den Weg für neue Anwendungen bei der Herstellung von künstlichen Muskeln, die beispielsweise in der Robotik oder für medizinische Prothesen genutzt werden könnten, sowie für die Entwicklung neuer Werkstoffe mit eingebauten Nanomaschinen. (red, derstandard.at, 20.11.2012)

Abstract
Angewandte Chemie: Muscle-like Supramolecular Polymers: Integrated Motion from Thousands of Molecular Machines

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7 Postings

ok sehr gut, die drohnen brauchen ja eines tages ihre zylonen als besatzung ;) ;)

spass beiseite, das ist toll und gar nicht abzusehen, wie sehr es die welt verändern kann.
ich stelle mir zb sitzmöbel mit einer riesigen plastizität vor, als ob man von einer grossen hand gehalten würde. für senioren die eines tages zu schwach sind, um in einem stuhl zu sitzen, könnte das sehr interessant sein.
allgemein, für menschen mit orthopädischen problemen.

es spricht nichts dagegen, sich dem thema von der heiteren und kreativen seite zu nähern. nach dieser vorbemerkung:

ich glaube, die autoren haben nicht von künstlichen muskeln gesprochen, weil sie vorhaben, muskeln zu ersetzen. was sie erfunden haben, hat eine gewisse ähnlichkeit mit muskelfasern (aber das ist auch schon alles). sie wollten fachausdrücke vermeiden, die abschrecken könnten. weder in der französischen originalzusammenfassung noch in der englischen übersetzung ist von medizinischen prothesen die rede.

was mich interessieren würde, ist, wie das mit den rotaxanen wirklich funktioniert (siehe abstrakt zum artikel in der "angewandten chemie").

ph-wert zur steuerung der länge: schränkt die möglichkeiten leider ganz stark ein.

übersetzungsfehler...

http://www2.cnrs.fr/presse/co... e/2841.htm

http://www.wissenschaft-frankreich.de/de/biolog... raktionen/

z.b. (original):

Ces résultats obtenus par une approche biomimétique permettent d'envisager de très nombreuses applications pour la réalisation de muscles artificiels, de micro-robots ou pour la conception de nouveaux matériaux incorporant des nano-machines dotées de nouvelles propriétés mécaniques multi-échelles.

Dieses Ergebnis ebnet den Weg für neue Anwendungen bei der Herstellung von künstlichen Muskeln, die beispielsweise in der Robotik oder für medizinische Prothesen genutzt werden könnten, sowie für die Entwicklung neuer Werkstoffe mit eingebauten Nanomaschinen.

"Double-threaded rotaxanes can be linked to coordination units and polymerized in the presence of iron or zinc ions. pH modulation triggers cooperative contractions (or extensions) of the individual rotaxanes, thus resulting in an amplified motion of the muscle-like supramolecular chains with changes of their contour lengths of several micrometers." (text = abstract aus der angewandten chemie)

http://en.wikipedia.org/wiki/Rotaxane

http://www2.cnrs.fr/en/2117.htm

"These results, obtained using a biomimetic approach, could lead to numerous applications for the design of artificial muscles, micro-robots or the development of new materials incorporating nano-machines endowed with novel multi-scale mechanical properties."

Eines Tages wir es ihm geben den künstlichen Menschen!

NIE!!!

Eine Maschine wird niemals so unglaublich doof sein wie der Mensch!!

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