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TECHNOLOGIE
Münchener Know-how für die Suche nach Leben
Redaktion
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6. Dezember 2001

Forscher der Universität in München haben unlängst ein Rastertunnelmikroskop während eines so genannten Parabelfluges in Schwerelosigkeit getestet. Der erfolgreiche Versuch ist der erste Schritt zum Betrieb eines solchen Gerätes auf der Internationalen Raumstation und einer mobilen Variante. Diese könnte beispielsweise auf dem Mars nach winzigen Lebensspuren suchen.


Prof. Wolfgang Heckl beim Einsetzen einer Probe in das Rastertunnelmikroskop. Foto: LMU München

Das mit dem Nobelpreis für Physik an Gerd Binnig und Heinrich Rohrer ausgezeichnete Rastertunnelmikroskop (Scanning Tunnelling Microscope, STM) ist erstmals während eines Parabelflugs über Korsika unter den Bedingungen der Mikrogravitation getestet worden. Mit dem vom Team um Prof. Wolfgang M. Heckl vom Institut für Kristallographie und Center for NanoScience entwickelten und im eigenen Institut gebauten Gerät wurden während eines Parabelfluges zum ersten Mal Atome an der Oberfläche eines Graphitminerals in Schwerelosigkeit abgebildet. Den Flug veranstaltete das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln.

Dieses Vorhaben im Bereich der Bio-Nanotechnologie ist Teil eines Projektes für den Aufbau eines atomar auflösenden analytischen Messinstruments auf der Internationalen Raumstation ISS. Als erster Schritt wurde das Prototyp-STM im Hinblick auf die mechanische Stabilität (insbesondere bei Vibrationen), die Sicherheit und Ergonomie unter Schwerelosigkeit (Stichwort Human Interface) getestet. Es soll auf der ISS dazu verwendet werden, das Wachstum großer, defekt-freier DNA-Kristalle unter Mikrogravitationsbedingungen zu untersuchen. Solche Experimente sind auf der Erde nicht optimal möglich, da der Einfluss der Gravitation die Präparation aus der wässrigen Lösung stört und damit die Selbstorganisation der Biomoleküle behindert. Mögliche Anwendungen beinhalten die Entwicklung DNA-basierter Mikrochips sowie die Herstellung von pharmazeutisch wirksamen Makromolekülen mit einem "Labor auf dem Chip".

Mit der Rastersondenmikroskopie steht ein Instrument zur Verfügung, um Mikrostrukturen auf atomarer und molekularer Ebene sichtbar zu machen. Dieser einzigartige Einblick in den Nanokosmos hat bisher schon zu spektakulären Ergebnissen geführt. Heckl gelang es beispielsweise erstmals, die vier Basen der DNS sichtbar zu machen. Seine Forschungsgruppe an der Ludwig-Maximilians-Universität beschäftigt sich mit Projekten zur Entstehung von Leben. Wann und unter welchen Bedingungen begannen Moleküle, sich selber zu replizieren? Diese Frage spielt auch in der extraterrestrischen Planetenforschung eine herausragende Rolle, etwa bei der Suche nach Lebensformen auf dem Mars. Neueste Entwicklung der Forschungsgruppe Heckl ist ein mobiles Rastersondenmikroskop (Scanning Probe Microscope, SPM), das als Nutzlast eines Roboters im Format eines Spielzeugautos autonom auf der Marsmission 2003 nach Spuren von Wasser aus der Frühzeit der Marsgeschichte an der Oberfläche von Sedimenten suchen soll.

Links im WWW
Scanning Probe Microscopy Arbeitsgruppe Heckl, Webseiten der Universität München
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