“There is plenty of room at the bottom” schrieb Richard Feyman bereits vor mehr als 40 Jahren, lange bevor das Wort “ Nanowissenschaften” erfunden wurde. Er machte damit deutlich, dass uns neue Phänomene, neue Physik und Chemie, und neue Möglichkeiten erwarten, wenn wir zu immer kleiner werdenden Strukturen vorstossen, wie es gegenwärtig in der Mikroelektronik geschieht. Dabei ist das Ende noch lange nicht erreicht; im Gegenteil: es geht eben erst richtig los: gerade bei Strukturen unterhalb von etwa 100 Nanometern (1 Nanometer ist 1 milliardstel Meter, also 10-9 m) beginnen die Grenzen zwischen Physik und Chemie zu verschwimmen, ja sogar diejenigen zur Biologie.
Die Akademie hat zum Ziel, dieses interdisziplinäre Forschungsgebiet den Studierenden vertraut zu machen. Ein erstes Modul soll einen generellen Einblick in die Welt des Nanometers geben, wobei die Teilnehmer auf dem Web interessante Zusammenhänge zwischen einzelnen Forschungsgebieten finden werden. Weiter erleben sie eine Diskussion über das Skalieren: was passiert, wenn plötzlich alles viel kleiner wird. Die Physiker befassen sich mit dem Studium einzelner Elektronen, die in einem Quanten Dot gefangen sind und daher besondere Eigenschaften aufweisen. Chemiker bieten Werkzeuge an, um Moleküle in Behälter zu packen, welche selber nur einige Nanometer gross sind, und welche die eingepackten Moleküle ans Ziel bringen. All diese Anstrengungen zielen darauf ab, Nanomaschinen zu konstruieren, welche bislang ungeahnte Funktionen verwirklichen können.
Von ganz anderer Richtung kommend, aber zunehmend intensiv und fruchtbar mit den Nanowissenschaften zusammenarbeitend, entdecken Strukturbiologen und Biophysiker, dass die Natur dieses Ziel schon seit über ein Milliarde Jahren verfolgt und unserer Nanotechnik bereits weit voraus ist. So lohnt es sich, mit Hilfe der Bioinformatik und mit Hilfe von Computersimulationen hinter die Geheimnisse der ältesten Nanomaschinen zu schauen, welche die Evolution hervorgebracht hat. Wir beginnen gerade, einige der ausgeklügelten Tricks dieser biologischen Nanomaschinen zu begreifen, die uns am Leben erhalten. Vielleicht gelingt es ja, einige davon ‘abzukupfern’ und in eine neue Generation nanotechnischer Wunderwerke umzusetzen.
Leitung:
- Dr. phil. Andreas Engel, Biozentrum, Universität Basel
- Dr. Helmut Grubmüller, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen
Arbeitssprache:
Deutsch und Englisch
Teilnahme:
Studierende aller Fachrichtungen
Arbeitsweise:
Alle Themen werden in Form von Vorlesungen dargeboten, in Diskussionen verarbeitet und mit Hilfe des Webs und ‘Hands-on’-Simulationen am Computer vertieft.
