Kieselalgen für die Nanotechnik

Der Traum jedes Nanoforschers sind anorganische Ionen oder Moleküle, die sich zu Nanopartikeln verbinden und sich spontan zu den gewünschten dreidimensionalen Strukturen zusammenlagern, mit hierarchisch angeordneten Mustern von der Nano- bis zur Zentimeterskala. Die ideale Materialsynthese findet in wässriger Lösung bei Raumtemperatur und unter Normaldruck statt.

Tatsächlich existieren viele solcher Synthesen bereits, und zwar in der belebten Natur: in Lebewesen, die anorganische Strukturen aufbauen, also Biominerale wie Knochen, Zähne, Muschel- und Eierschalen oder SiO2- und CaCO3-Nadeln bei Schwämmen und Seeigeln. Die Lebewesen bilden zunächst nanoskopische Einheiten des Minerals und fügen diese dann zu den für jede Spezies charakteristischen, weil genetisch determinierten Biomineralstrukturen zusammen.

Biomoleküle steuern die Biomineralmorphogenese im Nano- bis Mikrometerbereich, indem sie als Vermittler zwischen den organischen Komponenten der Zelle und dem anorganischen Mineral fungieren. Dabei baut die Zelle die Biomoleküle in der Regel in das gebildete Mineral ein. Biominerale sind daher organisch-anorganische Hybridmaterialien.¹

Mittlerwe

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