IBM Forscher stellen neues Nanotechnologieverfahren zum Handhaben von Molekülen vor
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IBM Forscher haben eine neue Nanotechnologiemethode demonstriert, die kleinste Mengen von Molekülen mit hoher Geschwindigkeit voneinander trennen kann und diese mit bisher nicht erreichter Präzision auf Oberflächen platziert. Die neue Technik hat das Potential, beispielsweise medizinische Labortests oder die künftige Herstellung von miniaturisierten Schaltkreisen zu erleichtern.
Die Methode basiert auf dem Atomic-Force-Mikroskop, einem Instrument, das vor zwanzig Jahren von einem IBM Nobelpreisträger erfunden wurde und Untersuchungen im Nanobereich ermöglicht, indem ein winziger mechanischer Arm mit einer Nadelspitze an seinem Ende eingesetzt wird. Wird ein elektrisches Feld an der Spitze angelegt, bewegen sich die Moleküle entlang der Oberfläche. Durch Modifizieren der Nadelspitze und Veränderung der Stärke des elektrischen Feldes können unterschiedliche Moleküle voneinander separiert werden - mehr als tausendmal so schnell wie bei heutigen Methoden.
"Unsere neue Methode verhält sich wie ein Tintenstrahldrucker im Vergleich zu einem Füllfederhalter", sagt Kumar Wickramasinghe, IBM Fellow und Mitentwickler des Mikroskops. "Wir schreiben nur auf einer Oberfläche, wenn ein elektrisches Feld anliegt, nicht permanent beim Kontakt."
Die IBM Wissenschaftlier vermuten, dass ihre neue Methode in der Zukunft in sehr unterschiedlichen Anwendungsrichtungen eingesetzt werden könnte. So könnte die neue Methode eine große Bandbreite biomedizinischer Anwendungsbereiche beschleunigen - vom genetischen Fingerabdruck bis hin zu Routine-Blutuntersuchungen.
Die Methode hat auch das Potential, Moleküle auf einer Oberfläche mit hoher Präzision aufzubringen. Dies könnte nützlich sein bei der Erzeugung künftiger molekularer elektronischer Schaltkreise. Um die Eigenschaften der Technik zu demonstrieren, setzten die Wissenschaftlier eine einzelne Mikroskopspitze ein, um ein IBM Firmenemblem in ca. 60 Milliardstel Meter Größe zu "schreiben". Das Emblem, zusammengesetzt aus Molekülteilen einer DNA, ist so klein, dass mehr als 300 davon auf den Querschnitt eines menschlichen Haares passen würden. IBM untersucht derzeit Möglichkeiten für einen kommerziellen Einsatz der Erfindung.
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