Nanomaschinen aus DNA
Zugang zur Nanowelt
Die DNA-Nanotechnologie erlaubt es, dreidimensionale Bauteile und Maschinen aus DNA zu produzieren. Diese Strukturen sind dabei eine Million Mal kleiner als tagtägliche Objekte und nur wenige Nanometer groß. Die Natur verwendet winzige molekulare Maschinen, sogenannte Proteine, um eine unüberschaubare Reihe von Funktionen umzusetzen. Aufgrund der besonderen physikalischen Bedingungen auf der Nanometerskala können solche biologischen Maschinen zum Beispiel komplexe Stoffe synthetisieren, als Motoren arbeiten oder Energie aus Licht gewinnen. Es ist nun erstmalig möglich, maßgeschneiderte Strukturen auf dieser Größenordnung rational zu entwerfen und in einem skalierbaren Prozess zu produzieren.
Massenherstellung durch Selbstorganisation
Die Form einer DNA-Nanostruktur wird dabei einzig durch den verwendeten „DNA-Code“ bestimmt. Eine Struktur besteht aus 10 bis 1000 DNA-Sequenzen, welche am Computer entworfen und dann hergestellt werden. Mischt man diese DNA-Sequenzen unter geeigneten Bedingungen, bilden sich die fertigen Nanostrukturen durch Prinzipien der Selbstorganisation von allein. Dies erlaubt die gleichzeitige Herstellung einer riesigen Anzahl von Strukturen. So enthält ein Tropfen der hier gezeigten Lösung eine Billion (1.000.000.000.000) identische Bauteile. Diese Strukturen können mit chemischen Modifikationen weiter verfeinert werden und können auch dynamische Elemente wie Achsen und Gelenke enthalten, um komplexe Funktionen zu ermöglichen.
Eine Technologieplattform mit vielen Anwendungen
Ebenso wie im Fall der biologischen Protein-Nanostrukturen gibt es dabei eine breite Palette von Anwendungsgebieten, die von der Halbleitertechnologie über „targeted drug delivery“ in der Medizin bis zu Nanosensoren für die Sequenzierung von Polymeren reichen. tilibit nanosystems entwickelt mit Partnern in all diesen Bereichen maßgeschneiderte Lösungen, basierend auf den besonderen Eigenschaften der DNA-Nanostrukturen.
Präsentation der Studie „TechCheck 2019. Erfolgsfaktor Mensch.“ – Teil 1, Christian Böllhoff
Präsentation der Studie „TechCheck 2019. Erfolgsfaktor Mensch.“ – Teil 2, Kai Gramke
Begrüßung Alfred Gaffal
Begrüßung Prof. Wolfgang Herrmann
Handlungsempfehlungen: Zusammenarbeit von Wissenschaft und Wirtschaft
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Handlungsempfehlungen: Spitzenleistungen bei neuen Technologien – Einführung neuer Tools und Industriestrategie
Handlungsempfehlungen: Spitzenleistungen bei neuen Technologien – Herausforderungen bei der additiven Fertigung und digitale Bildung
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Highlights
Publikationen
TechCheck 2019. Erfolgsfaktor Mensch.
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