Strukturen schreiben im Nanometer-Bereich

Entwicklung aus Uni-Labor zum Patent angemeldet

05.04.2006

Wenn Professor Dr. Manfred Radmacher und Dr. Leif Riemenschneider schreiben, brauchen die beiden Physiker der Universität Bremen dafür ein ganzes Labor. Sie schreiben nämlich mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskops. Nur 100 Nanometer breit sind die Linien, die sie ziehen können. Aber das könnte für die Herstellung von DNA-Chips, Biosensoren, Nanosensoren oder auch die Halbleiterindustrie einen gewaltigen Fortschritt bedeuten.

Daher hat die Universität Bremen die Entwicklung der Forscher aus dem Fachbereich Physik/Elektrotechnik nun zum Patent anmelden lassen. Außerdem hat sich die innoWi GmbH der Idee angenommen: Das Gemeinschaftsunternehmen der Bremer Hochschulen und der Bremer Investitions-Gesellschaft mbH sucht nach Partnern in Industrie und Wissenschaft.

"Wir verwenden zum Schreiben die Spitze eines Kraftmikroskops. Das funktioniert fast so wie bei einem Plattenspieler, nur viel kleiner", erklärt Radmacher. Wie beim Plattenspieler werden Oberflächen mit einer Nadel mechanisch abgetastet. Man kann diese Nadel aber auch zum Schreiben gebrauchen. Dazu verwenden die Wissenschaftler Enzyme. Die Wissenschaftler bringen einzelne Enzymmoleküle auf die Nadelspitze auf und fahren dann damit über die Unterlage. Diese Enzyme produzieren mit Hilfe einer chemischen Reaktion die "Tinte", die sich dann auf der Oberfläche niederschlägt. So lassen sich auf der Fläche kleinste Strukturen "schreiben". Die Kunst sei es, nur wenige Enzymmoleküle an die Nadelspitze zu bringen, sagt Radmacher. Auch hier hatten die Forscher eine Idee. Die Enzymmoleküle werden vorher einzeln mit der Kraftmikroskopspitze aufgesammelt. Hierbei helfen Methoden, die normalerweise in der Molekularbiologie eingesetzt werden. "Enzymgestützte Nanolithographie" haben die Bremer Wissenschaftler ihr Verfahren genannt.

"In ihrer Bandbreite stellt die Erfindung eine Basistechnologie dar und damit eventuell künftig auch einen grundlegenden Standard in diesem Arbeitsfeld", sagt Elke Zimmermann von der innoWi GmbH. Die Biochemikerin sieht gute Chancen für die Vermarktung: Interessant sei die Entwicklung für die Chip-Industrie, für die Hersteller von Bio-Sensoren oder DNA-Chips. "Diese Erfindung zeigt, dass man mit kommerziell erhältlichen Laborgeräten und -techniken Strukturgrößen im Nanometer-Bereich erzeugen und abbilden kann - vorausgesetzt, man beherrscht die Methoden, die in diesem Patent beschrieben werden. Das ist hochinteressant für Unternehmen etwa in dem sich gerade entwickelnden Gebiet der Nano-Biotechnologie."

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