Falls Sie heute Abend planen, Lachs zu essen, dann hören Sie jetzt mal
genau hin.
Sie werden staunen, was man mit Lachs so alles anstellen kann.
Ein deutsch-taiwanesisches Forscherteam bestehend aus Dr. Diliana Fruk
vom Zentrum für Funktionelle Nanostrukturen am KIT und Forschern des
Institute of Photonic Technologies an der National Tsinghua University
in Taiwan, die haben jetzt einen Biopolymerfilm bestehend aus Lachs
-DNA und Silber-Nanopartikeln entwickelt, der Informationen
kostengünstiger und umweltfreundlicher speichern soll.
Die Datenspeicher, die wir bisher kennen, die werden üblicherweise aus
einem hochreinen Silizium hergestellt, das ist in der Herstellung und
Verarbeitung allerdings sehr teuer.
Dr. Diliana Fruk will dem Abhilfe schaffen und meine Kollegin Eva
Sofko, die hat sich die Lachs-Alternative mal ganz genau angeschaut.
Zugegeben an Lachs kommt man ziemlich schnell und in rauen Mengen ran.
Kostengünstiger ist er vergleichsweise auch.
Nur Frau Dr. Diliana Fruk, wie kommt man auf die Idee mit Lachs-DNA zu
experimentieren?
Ja, das ist auch so ein Teil von dieser Interdisziplinarität.
Diese Bio-Hybrid-Materialien sind heutige Tage wirklich sehr, sehr
interessant.
Vor 20 Jahren würde das vielleicht nicht möglich auch zu benutzen,
aber heutige Tage haben wir schon Techniken, womit wir das isolieren
können, wie wir das bearbeiten können, im Labor ohne irgendwelche
aufwändigen Instrumente.
Die Lachs-DNA bildet die organische Komponente dieser Bio-Hybriden.
Ist diese Fisch-DNA eigentlich haltbar?
Der Ding ist hier, dass man die DNA auch mit bestimmten Detergenzien
und bestimmten Polymeren mischt.
Das stabilisiert die DNA-Strände und das macht die auch löslich in
organischen Mitteln.
Normalerweise DNA, die wir auch aus Lachs isolieren, ist nicht löslich
in Ethanol oder Methanol.
Und das braucht man manchmal wirklich, diese Filme von DNA zu machen.
Und dann kann man wirklich die Filme gießen, wo die DNA eigentlich
rein ist.
Und diese DNA-Lösung wird dann mit Silberionen versetzt?
Das mischt man dann eigentlich mit Metalsalz, in diesem Fall war es
Silber.
Und die Silberionen binden sich auf DNA, weil die DNA haben bestimmte
Strukturen, bestimmte Basen, organische Moleküle, die ein bisschen
diese Silberionen koordinieren können.
Für diesen Biopolymerfilm, auf den sich später die Daten schreiben
lassen, werden größere Teilchen benötigt, durch die der Strom fließen
kann.
Sie werden für gewöhnlich durch ein chemisches Gemisch aus
verschiedenen Molekülen hergestellt.
Bei Dr. Liliana Fruchs Methode entstanden diese Nanopartikel anders.
Wenn man dann Filme macht, die Silberionen sind schon drin.
Und die gute Sache hier, wir haben erstes Mal benutzt, Licht,
eigentlich Nanopartikel zu machen.
Und das war eigentlich die Schönheit von dieser Methode, dass man mit
Licht die Nanopartikel induzieren kann in so einem Film.
UV-Licht wird also auf diese Filme gestrahlt.
In diesem Filmgemisch befindet sich ein Radikal, das sehr reaktiv ist.
Wenn dieses Radikal bestrahlt wird, reduziert es die Silberionen zu
Silberatomen.
So entstehen Nanopartikel unterschiedlichster Größe und
unterschiedlichster Fähigkeiten.
Jetzt wird es spannend.
Man stellt dann diese DNA-Filme zwischen zwei Elektroden.
Und dann kann man eine gewisse Spannung durch diese Elektroden und
diese Filme anwenden.
Und wenn man eine Spannung durchlässt, dann produziert man Strom.
Und das kann man eigentlich auslesen.
Wenn diese Konduktivität hoch ist, das ist ON.
Wenn da keine Aktivität ist, das ist OFF-State.
Und da kann man zwischen diesen zwei States eigentlich entscheiden.
Und dieser Strom, der fließt, und diese Spannung, die wir anwenden
müssen, das ist abhängig auf die Größe von den Nanopartikeln.
Diese Information wird dann von dem Film abgelesen.
Ist dieser Vorgang eigentlich beliebig oft wiederholbar?
Das kann wieder und wieder abgelesen sein.
Und das nennen wir Write-Once-Read-Many-Device.
Das heißt, man speichert einmal die Dinge und man kann das oftmals
dann auslesen.
Bleibt noch zu fragen, wie viele Informationen kann man mit diesen
Biohybriden speichern und in welchen Gebieten sollen sie später
eingesetzt werden?
Es ist auch für uns sehr wichtig, nur zu zeigen, dass es da neue
Fähigkeiten gibt.
Wir sind jetzt total offen, auch zu anderen Gruppen, dass sie zu uns
kommen und sagen, ah, aber jetzt möchten wir messen, wie viele
Gigabyte von Informationen speichern wir.
Aber das hatten wir eigentlich nicht vor mit diesen Filmen.
Das ist ein Datenspeicher, aber es ist wirklich schwierig zu sagen,
für was wird das eigentlich benutzt sein.
Ich bin überzeugt, es wird nicht für irgendwelche Computer benutzt,
aber es könnte benutzt sein, irgendwelche biologische Informationen
vielleicht anders zu speichern.
So, das sind alle möglichen Anwendungen.