Nano-Forschung: Die Faszination des ganz Kleinen

Wie wirkt sich Höhen- oder kosmische Strahlung auf Astronauten aus? Welche Wirkung haben hochenergetische Strahlen auf menschliche Zellen oder auf so winzige Gebilde wie Nanobausteine? Das wollen Wissenschaftler in Frankfurt und Darmstadt untersuchen.

Forscher der Goethe-Universität Frankfurt, der Technischen Universität Darmstadt, des GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt und des Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) haben sich zu einer Kooperation und dem Verbundprojekt mit Namen "NanoBiC" zusammengetan. Für ihre Forschung erhalten sie jetzt finanzielle Hilfe: Das Frankfurter Beilstein-Institut, eine Stiftung zur Förderung der chemischen Wissenschaften, unterstützt die Kooperation für die nächsten vier Jahre mit 3,6 Millionen Euro.

"NanoBiC" ist nicht nur für den Mensch oder die bemannte Raumfahrt wichtig, sondern auch für die Oberflächenphysik. Der Projektname steht für "Nano, Bio, Chemistry und Computing". Es geht um die Baumeister in kleinsten Dimensionen. Professor Michael Huth vom Physikalischen Institut der Goethe-Uni beschreibt die Ausrichtung des Projekts: Erforscht werden sollen die Gesetzmäßigkeiten, nach denen sich Materie in winzigsten Dimensionen nach Auftreten einer Störung von außen selbst organisiert. "Die treibenden Kräfte in der Entwicklung der Nanotechnologie", sagt der Sprecher des Verbunds, "sind die Faszination des ganz Kleinen und die Erkenntnis, welche wichtige Funktionen auch wenige Atome bereitstellen können."

Tausend Mal dünner als ein Haar

Ein wichtiges Forschungsvorhaben von NanoBiC ist es etwa, durch Elektronen- oder Ionenstrahlen gezielt einzelne Moleküle zu zersetzen und damit punktgenau Ablagerungen zu platzieren oder chemische Veränderungen an Oberflächen auszulösen. Das spielt sich in Größenordnungen von einem bis 100 Nanometern ab. Zum Vergleich: Ein Haar ist etwa 100.000 Nanometer dick.

In der technischen Anwendung könnten damit ultrafeine Sensoren, extrem dichte Datenspeicher für Computer sowie neuartige mikromagnetische oder selbstleuchtende Bauelemente geschaffen werden. Außerdem wollen die Forscher die Auswirkungen von Ionen- und Elektronenstrahlen auf lebende Zellen im Nanomaßstab entschlüsseln.

Die Förderung des Beilstein-Instituts wird 20 zusätzliche Stellen für Wissenschaftler schaffen, die als Doktoranden oder Postdocs in den beteiligten Instituten an dem Projekt arbeiten.