In ersten Prototypen werden bereits lebende Zellen mit elektronischen Schaltkreisen verknüpft. Dieses neue Forschungsfeld der Bio-Elektronik verspricht zahlreiche Anwendungen für die Medizin, für die Chipentwicklung oder die Herstellung empfindlicher chemischen Sensoren. Winzige Drähte aus Milliardstel Meter kleinen Goldteilchen könnten nun zuverlässige, elektrische Verbindungen zwischen den “nassen” Zellen und der “trockenen” Elektronik aufbauen, berichten Forscher in der Fachzeitschrift “Science”.
Physiker der
University of Delaware in Newark entdeckten, dass sich die Goldteilchen unter wechselnden elektrischen Spannungen wie von selbst zu mehreren Millimetern langen Drähten (s. Foto)zusammenlagern. Der besondere Vorteil dieser Mikrodrähte liegt darin, dass sie elektrischen Strom in flüssiger Umgebung ohne jeden Kurzschluss oder zusätzlichen Isolierungen leiten. Wegen der selbstständigen Zusammenlagerung der Teilchen, können sich diese Drähte auch eigenständig wieder reparieren, falls eine Verbindung mal unterbrochen werden sollte.
“Wir erwarteten eigentlich, dass mit den metallischen Nanoteilchen bei einem angelegten Wechselspannungsfeld nichts passiert”, sagt Nanoforscher Orlin Velev. Daher überraschte es ihn und seine Kollegen sehr, dass sich die Goldteilchen wohlgeordnet verbanden. “Bei dieser Methode der Dielektrophorese gibt es keine chemische Reaktion, kein Löten und die elektrischen Verbindungen entstehen wie von selbst”, beschreibt Velev.
Neben elektrischen Verbindungen in nasser Umgebung können solche Drähte aus Nanoteilchen auch als empfindliche chemische Sensoren eingesetzt werden. Erfolgreich verliefen bereits Versuche beim Nachweis giftiger Zyanide. In einem nächsten Schritt will Velev neben Gold auch andere leitende Elemente wie Silber, Platin oder Kohlenstoff mit Hilfe der Dielektrophorese für die spontane Bildung von Mikrodrähten nutzen.
Jan Oliver Löfken
