Zur Übersicht

Vortrag (20 Min. Vortrag, 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Programmierbare Materialien: Von aktiven Membranen zu kolloidaler Selbstreplikation

Mittwoch (18.09.2019)
17:00 - 17:30 Uhr Tammann

M. Mathieu, H. Charan, U. Glebe, S. Zhang, S. Reinicke, M. Zimmermann, F. Mehr, N. Puretskiy, M. Sperling, M. Reifarth, D. Grigoriev, A. Böker


Der Vortrag diskutiert unterschiedliche Herangehensweisen an das Thema der programmierbaren Materialien, also Materialien, die abhängig von den Umgebungsbedingungen selbstständig bestimmte Funktionen oder Aktionen ausführen. Einerseits gelingt dies durch Einbau biologischer Funktionsbausteine in künstliche Materialien, andererseits können Konzepte natürlicher Materialien auf künstliche übertragen werden.

Der erste Ansatz beinhaltet die Herstellung von Konjugaten aus künstlichen Polymeren und Naturbausteinen wie Funktionsproteinen und Enzymen. So können beispielsweise hocheffiziente Membranen über den Einbau von Kanalproteinen oder Enzymen erhalten werden, deren Funktionalität und Effizienz über die in der natürlichen Umgebung hinausgeht. Ultradünne Polymermembranen mit hohem Fluss und zugleich hoher Selektivität sind somit möglich. Weiterhin können Enzyme immobilisiert werden, ohne ihre Aktivität zu verlieren und werden zudem gegen Temperatureinflüsse und Substratinhibierung stabilisiert.

Der zweite Ansatz überträgt nach dem Vorbild der DNS deren Multifunktionalität auf kolloidale Partikel mittels Mikrokontaktdruck und ermöglich über gerichtete Wechselwirkungen unter den Bausteinen eine gezielte Selbstorganisation und damit die Möglichkeit der Replikation von einfachen und zukünftig auch komplexen kolloidalen Überstrukturen nach dem Vorbild der Polymerase-Kettenreaktion (PCR).

Sprecher/Referent:
Prof. Dr. Alexander Böker
Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP