Transportprozesse innerhalb von Zellen beruhen oftmals darauf, dass bestimmte Molekülkomplexe und Transportvesikel von Chemikalien angezogen werden, so dass sie in der Zellflüssigkeit zu Bereichen mit einer höheren Konzentration schwimmen. Wissenschaftler der Staatsuniversität von Pennsylvania haben diesen als Chemotaxis bezeichneten Vorgang nun erstmals in mit einem anorganischem System nachgebildet. In ihrem Experiment wurden mikroskopisch kleine Metallstäbchen von Wasserstoffperoxid in wässriger Lösung angezogen. Die Forscher glauben, dass Chemotaxis einmal in der Sensorik oder zur Verrichtung mechanischer Arbeit in der Nanotechnologie eingesetzt werden kann.
Um einen Konzentrationsgradienten von Wasserstoffperoxid zu erzeugen, gaben Ayusman Sen und seine Kollegen ein mit dieser Verbindung angereichertes Gel in eine wassergefüllte Petrischale. Die Wasserstoffperoxidmoleküle diffundierten so im Laufe der Zeit in die umgebende Flüssigkeit hinein.
Für ihr Experiment stellten die Forscher nun etwa zwei Mikrometer lange Metallstäbchen her, deren eine Hälfte aus Gold und die andere aus Platin bestand. Da diese beiden Edelmetalle unterschiedliche chemische Reaktionen mit Wasserstoffperoxid eingingen, entstand um die Teilchen herum eine Strömung, erklärt Sen.
Durch diese Strömung wurden die Stäbchen langsam, aber sicher zu dem Gel hingezogen. Nach etwa 110 Stunden hatten sich etwa 70 Prozent von ihnen darum herum angeordnet. Die Forscher konnten somit dank ihres Tricks erstmals Chemotaxis mit anorganischen Mikrostrukturen beobachten.
Sie wollen nun herausfinden, ob sich die Bimetallstäbchen durch Katalyse auch mit Licht steuern lassen ? ein in der Biochemie als Phototaxis bezeichneter Vorgang. Sen glaubt, dass derartige Vorgänge einmal beim Aufbau von Nanomaschinen eingesetzt werden können.
Physical Review Letters, Band 99, Artikel 178103 Stefan Maier
