Künstliche Moleküle: DNA als Klebstoff für neue Materialien
„Lenkbare Verknüpfungen eröffnen viele Wege für eine kontrollierte Selbstorganisation, die vorher nicht möglich waren“, sagt David Pine von der New York University. Zusammen mit seinen Kollegen griff er zuerst zu winzigen Kügelchen aus dem Kunststoff Polystyrol. Über einen mehrstufigen Prozess schafften sie es, an wenigen Punkten auf der Oberfläche dieser Kügelchen chemische Haftstellen zu erzeugen. An diese dockten die Forscher darauf DNA-Molekülstränge an. Diese zeichneten sich dadurch aus, dass sie sich nur gezielt mit anderen, chemisch genau passenden DNA-Stücken, die wiederum an anderen Partikeln hingen, verknüpften.
Verteilt in einem Lösungsmittel verklebten sich die so vorbereiteten Kunststoffkügelchen völlig selbstständig mit weiteren Nanoteilchen. Dabei entstanden geordnete Strukturen wie Dreicke, Tetraeder oder schlichte, kurze Ketten. Über die Geometrie dieser neuen Materialien lassen sich prinzipiell auch ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften steuern. So führt dieses kontrollierbare Verkleben von Nanoteilchen zu einer neuen Synthese-Methode für funktionelle Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit, Farbe oder chemische Aktivität gezielt vorbestimmt werden könnten. Auch Metamaterialien und optische Werkstoffe, die beispielsweise für bessere Linsen oder Tarnkappen genutzt werden können, wären so relativ einfach herstellbar.