Freitag vormittags Vorträge - Bunsentagung - Technische Universität ...

Freitag 21.05.2004, 15:50 Uhr
Vortrag - Hauptthema
Äußere und innere Oberflächen eines
Planzenvirus als Template für metallische
Nanostrukturen
Alexander Bittner 1 , Sinan Balcı 1 , Mato Knez 2 , Anan
Kadri 3 , Christina Wege 3 , Holger Jeske 3 , Klaus Kern 1
A
7
1 Abt. Nanoscale Science, MPI f. Festkörperforschung,
Heisenbergstr. 1, 70569 Stuttgart
2 Abt. Exp. II, MPI f. Mikrostrukturphysik, Weinberg 2, 06120
Halle
3 Abt. Molekularbiologie und Virologie der Pflanzen,
Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57, 70550 Stuttgart
Die Bio-Metallisierung eines viralen Nanoröhrchens ist ein
eleganter Weg zu linear angeordneten Metallclustern und zu
nur 3 nm dicken Drähten, deren physikalische Eigenschaften
höchst interessant sind. Selektiver Transfer mittels Mikrokontaktdruck
erlaubt die Platzierung der Viren auf einer Oberfläche
mit größter Präzision, während Mutagenese eine definierte chemische
Modifikation der Virushülle erlaubt.
Die stromlose (electroless) Abscheidung von Metallen aus
wässrigen Lösungen basiert auf der Reduktion von Metallionen
mit gelösten Molekülen. Der Prozess wird durch Edelmetallcluster
katalysiert. Er ist kompatibel mit vielen Biomolekülen und
kann Strukturen < 10 nm erzeugen. Auf und im 300 nm langen
Tabakmosaikvirus (TMV) lassen sich auf diese Weise Kobaltund
Nickelcluster linear anordnen. Zur Katalyse und Nukleation
werden extrem kleine Gold-, Platin- und Palladiumcluster
selektiv an der Proteinhülle des Virus synthetisiert. Phosphat
dient hierbei als ” Schalter“ zwischen Metallisierung des Capsids
(18 nm Durchmesser) und des Kanals (4 nm Durchmesser).
Kobalt-, Kupfer- und Nickeldrähte von 3 nm Durchmesser und
50 bis 600 nm Länge sind somit in eleganter nasschemischer
Synthese zugänglich und können elektronen- wie auch rasterkraftmikroskopisch
analysiert werden.
Die ” bottom-up“-Methode der Abscheidung lässt sich ideal
durch die ” top-down“-Methode des Kontaktdrucks mit Polymerstempeln
ergänzen, die Submikrometer-Strukturen tragen.
Nach Behandlung mit einer Virensuspension und Trocknen
wird der Stempel auf eine glatte Oberfläche gepresst. Gezielte
Modifikation der Polymeroberfläche erlaubt einen Transfer
von < 40 nm breiten, aber viele µm langen Virusdrähten.