Goldene Bausteine
Konstanzer Forscher entwickeln chemisches Verfahren für neue biobasierte Nanostrukturen
Proteine als Bausteine: Auf der Basis von Goldnanopartikeln hat der Konstanzer Chemiker Prof. Dr. Helmut Cölfen in Kooperation mit Forschern der Universität Freiburg ein neues Verfahren entwickelt, um biobasierte Materialien mit neuen optischen und plasmonischen Eigenschaften herzustellen. Das Konzept der Protein-Adaptor-basierten-Nano-Objekt-Anordnung (PABNOA) ermöglicht es, anhand von ringförmigen Proteinen Goldnanopartikel zu verschiedenen Strukturen anzuordnen, wobei der Abstand zwischen diesen Partikeln exakt definiert ist. Sie erreichen somit eine geometrisch exakte Selbststrukturierung der Nano-Architektur. Diese Ergebnisse wurden in Zusammenarbeit mit den Wissenschaftlern der Universität Freiburg im Fachjournal „Nature Communications“ veröffentlicht. Die Baden-Württemberg Stiftung unterstützt das Projekt im Kompetenznetz „Funktionelle Nanostrukturen“.
„Wir versuchen, von der Natur zu lernen“ erklärt Cölfen sein materialwissenschaftliches Interesse, aufgrund dessen er gemeinsam mit dem Doktoranden Tuan Anh Pham aus seiner Arbeitsgruppe in Konstanz am Aufbau derartiger Strukturen arbeitet. Wie in der Natur nutzt das Team Proteine als Regulationsmolekül, um präzise selbstorganisierte Strukturen aufzubauen. Nach dem gleichen Prinzip soll es ebenfalls möglich sein, andere Nanopartikel anzuordnen. So arbeiten die Konstanzer Forscher zusammen mit den Freiburger Kollegen bereits an kettenförmigen Strukturen von Magnetitnanopartikeln, die als sensitiver Magnetfeldsensor Verwendung finden können. Derartige Sensoren benutzen magnetotaktische Bakterien, um sich am geomagnetischen Feld zu orientieren.
Prof. Dr. Helmut Cölfen ist seit 2010 Professor für Physikalische Chemie an der Universität Konstanz. Er wurde unter anderem im Jahr 2000 mit dem Hermann-Schnell-Preis der Gesellschaft Deutscher Chemiker für den besten Nachwuchswissenschaftler in der Polymerforschung ausgezeichnet. 2011 wurde er unter den Top 100 zitierten Chemikern weltweit von 2000 bis 2010 gelistet. 2013 erhielt er den Akademiepreis der Berlin Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften. 2014 ehrte ihn die European Colloid and Interface Society mit dem ECIS Solvay Award für herausragende wissenschaftliche Originalpublikationen im Bereich der Kolloid- und Grenzflächenwissenschaften.
Originalveröffentlichung:
Andreas Schreiber, Matthias C. Huber, Helmut Cölfen & Stefan M. Schiller: Molecular protein adaptor with genetically encoded interaction sites guiding the hierarchical assembly of plasmonically active nanoparticle architectures. Nature Communications 6, Article number: 6705 (2015).
doi:10.1038/ncomms7705