Was hat die japanische Faltkunst Origami mit Energieforschung zu tun? Überraschend viel! In dieser Folge tauchen wir ein in die Welt der DNA-Nanotechnologie — ein Forschungsfeld, das die Grenzen zwischen Biologie, Physik und Materialwissenschaft verschwimmen lässt. Die beiden Wissenschaftler Philipp Tinnefeld und Tim Liedl erklären, dass sich DNA nicht nur als Träger von Erbinformation eignet, sondern auch als hochpräzises Baumaterial für winzige Strukturen im Nanometermaßstab dient.
Dazu nutzen die Forscher ein Verfahren, das als DNA-Origami bekannt ist. Es hilft ihnen, DNA-Stränge so zu programmieren, dass sie sich selbst zu komplexen dreidimensionalen Formen zusammenbauen. Diese Strukturen können als Gerüste für neuartige Materialien dienen, die Licht gezielt lenken oder photonische Kristalle bilden, die künftig energieeffizientere Computer ermöglichen könnten. Gleichzeitig eröffnen sich Anwendungen in der Katalyse, der Medizindiagnostik und langfristig sogar bei intelligenten Nanorobotern.
Die Experten
Philipp Tinnefeld ist Professor für Physikalische Chemie an der Ludwig-Maximilians-Universität München. Seine Forschung verbindet Chemie, Nanotechnologie und Biophysik. Im Mittelpunkt seiner Arbeit stehen DNA-basierte Nanostrukturen, Einzelmolekülmethoden und die Entwicklung funktionaler Nanomaterialien für Anwendungen in der Energieforschung, Sensorik und medizinischen Diagnostik. Im Exzellenzcluster e-conversion untersucht er unter anderem, wie sich komplexe Funktionen durch präzise angeordnete Moleküle auf DNA-Gerüsten realisieren lassen.
Tim Liedl ist Professor für Experimentelle Physik an der Ludwig-Maximilians-Universität München mit Schwerpunkt auf Nanowissenschaften und optischen Anwendungen von Nanomaterialien. Er zählt zu den weltweit führenden Forschern auf dem Gebiet des DNA-Origami und entwickelt programmierbare Nanostrukturen, die sich selbst zu komplexen Materialien zusammensetzen. Seine Arbeiten zu DNA-basierten photonischen Kristallen eröffnen neue Möglichkeiten für optische Technologien, energieeffiziente Informationsverarbeitung und innovative Materialien.
Der Cluster
Der Exzellenzcluster e-conversion erforscht die grundlegenden Prozesse der Energieumwandlung — von der Wechselwirkung von Licht und Materie bis hin zu chemischen und elektronischen Umwandlungsprozessen. Ziel ist es, neue Konzepte für eine nachhaltige Energieversorgung zu entwickeln und die wissenschaftlichen Grundlagen für zukünftige Energietechnologien zu schaffen. Dabei arbeiten 45 Forschende und ihre Teams an der TU München, der LMU München sowie an den Max-Planck-Instituten in Stuttgart und Berlin eng zusammen. Die Forschung reicht von der Entwicklung neuartiger Materialien für Solarenergie und Katalyse bis hin zu innovativen Ansätzen für energieeffiziente Informationsverarbeitung und Nanotechnologie.
Der Podcast
70 Exzellenzcluster, 1 Podcast. Regelmäßig berichtet „Exzellent erklärt“ aus einem der Forschungsverbünde, die im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert wird. Die Reise geht quer durch die Republik, genauso vielfältig wie die Standorte sind die Themen: Von A wie Afrikastudien bis Z wie Zukunft der Medizin. Seid bei der nächsten Folge wieder dabei und taucht ein in die spannende Welt der Spitzenforschung! Wenn Euch der Podcast gefallen hat, abonniert „Exzellent erklärt“ bei dem Podcast-Anbieter Eurer Wahl.