Biohybrid-Grenzflächen

Grenzflächen sind auch in den Biowissenschaften von großem Interesse: Zum Beispiel bei der Erforschung von Zellmembranen, die Signale weiterleiten und Moleküle transportieren, oder bei Implantaten, deren Oberflächen nicht vom Körper abgestoßen werden dürfen. Hybrid-Grenzflächen aus Biomolekülen und anorganischen Materialien haben somit eine hohe wissenschaftliche Relevanz und ein enormes innovatives Potential. Das ISAS interessiert sich in diesem Zusammenhang vor allem für die Verwendung von Biomolekülen als Nanoschalter für Signaltransduktion, Biokatalyse oder Biosensorik. 

Um solche Systeme zu untersuchen und zu verstehen, ist es notwendig, Methoden zu entwickeln, die eine differenzierte Analyse der Struktur und der Wechsel­wirkungen zwischen den verschiedenen Materialien ermöglichen. Wichtig ist dabei zum einen, dass die Probe nicht zerstört wird und somit auch nach einer Untersuchung noch für weitere Analysen zur Verfügung steht, und zum anderen, dass sie in ihrer natürlichen Umgebung untersucht werden kann. 

Ideal geeignet für solche Zwecke sind Analysemethoden aus dem Bereich der optischen Spektroskopie. Sie liefern Informationen über die Zusammensetzung, die Struktur und die elektrischen Eigenschaften einer Grenzfläche und ermöglichen orts- und zeitaufgelöste Messungen. Um eine detaillierte Analyse zu gewährleisten, ergänzen die Forscher des ISAS die optische Spektroskopie mit weiteren Untersuchungs­methoden, zum Beispiel der Normaldruck-Photoelektronen­spektroskopie (NAP-XPS) und -Rasterelektronenmikroskopie (NAP-REM) sowie der Raster­sonden­mikroskopie. Dieser Multimethoden-Ansatz ermöglicht es, auch komplexe Grenzflächen detailliert und zuverlässig zu analysieren.