Feinste Molekülspaltereien

Aus IBMs kalifornischem Almaden Research Center kommt eine neu entwickelte, nanobasierte Verfahrenstechnik, bei der zunächst kleinste Molekülmengen mit hoher Geschwindigkeit voneinander getrennt werden. Danach lassen sich die einzelnen Partikel auf einer Oberfläche platzieren - und zwar mit bislang unerreichter Präzision sowie Steuerungsmöglichkeiten. Die Methode basiert auf dem einst am Zürcher Lab in Rüschlikon entwickelten, mit dem Nobelpreis gekrönten Rastertunnelmikroskop (Atomic Force Microscope, AFM). Dabei werden an einen filigranen Trägerarm elektrische Spannungen angelegt. Je nach Stärke und Dauer des dabei entstehenden elektrischen Felds können die Moleküle innerhalb von Millisekunden voneinander getrennt werden - das ist tausendfach so schnell wie bei bisherigen Trennverfahren. Die Feuerprobe hat das Nanotrennverfahren bei Tests mit DNA bestanden, berichtet Kumar Wickramasinghe, der an dem Projekt mitarbeitet. In der Praxis könnte die Methode denn auch eines Tages im Bereich der Elektrophorese genutzt werden, - also, um Biomoleküle voneinander zu separieren, etwa zur schnellen und hochpräzisen Analyse genetischer Fingerabdrücke oder auch für Routine-Blutuntersuchungen. Ein zweites Einsatzfeld eröffnet sich in der Chipherstellung. Weil sich die Moleküle mit grosser Präzision auf einer Oberfläche ansiedeln lassen, könnte dies in molekularen elektronischen Schaltkreisen der Zukunft dienlich sein. Zu Demonstrationszwecken haben die IBM-Forscher das Logo ihres Konzerns in 59-79-Nanometer-Fertigung aus DNA-Fragmenten gebildet. Um die Grössenverhältnisse zu verdeutlichen, bemühen die Forscher einmal mehr die Biologie: In diesem Format würde das Logo 300-mal in den Querschnitt eines menschlichen Haars passen.