Die Arbeitsgruppe von Prof.‘in Dr. Seraphine Wegner erforscht intelligente Materie mithilfe von lichtsensiblen Proteinen. Die Proteine stammen ursprünglich aus Pflanzen, die Licht für die Kontrolle von Stoffwechselprozessen nutzen. Die genetische Information der Pflanzen, die auf der DNA gespeichert ist, wurde angepasst und in Bakterien eingebaut, sodass Bakterien die lichtsensiblen Proteine produzieren können.
Die Proteine werden von den Forscher*innen aus den Bakterien extrahiert und zu einem Hydrogel weiterverarbeitet. Wenn das Hydrogel mit Licht bestrahlt wird, reagieren die darin enthaltenen lichtsensiblen Proteine auf den Reiz und aktivieren damit weitere Prozesse in dem Material. Dadurch kann ein Hydrogel beispielsweise durch Bestrahlung mit Licht von einem festen in einen flüssigen Zustand wechseln.
Das Ziel besteht darin, die Materialien nach und nach intelligenter zu machen. Beispielsweise wird erforscht, unter welchen Bedingungen sich die Materialien an vergangene Reize erinnern können. Außerdem möchten die Wissenschaftler*innen verschiedene Reize und Reaktionen in einem System miteinander koppeln. Es gibt beispielsweise lichtsensible Proteine, die auf blaues Licht reagieren und andere Proteine, die auf rotes Licht reagieren.
Materialien mithilfe von Licht zu steuern bietet viele Vorteile gegenüber chemischen oder mechanischen Reizen. Licht kann nämlich sehr gut räumlich und zeitlich kontrolliert werden. Es kann sehr gut fokussiert werden, sodass Materialien z.B. nur an bestimmten Stellen Lichtreizen ausgesetzt werden können. Außerdem können mithilfe von gepulstem Licht besondere Reize gesetzt werden. Darüber hinaus ist sichtbares Licht im Gegensatz zu UV-Licht nicht schädlich für lebende Zellen. Da dunkelrotes Licht Gewebe gut durchdringen kann, sind lichtsensible Proteine, die auf Licht aus diesem Teil des Spektrums reagieren, für die Wissenschaftler*innen besonders interessant. Die Forschung kann zum Beispiel für medizinische Anwendungen nützlich sein.
Weitere Informationen: https://www.uni-muenster.de/news/view.php?cmdid=12646
MExLab Physik