Chips mit Eiweißdrähten

- Mit so genannten Prionen, deformierten Eiweißfasern, baut ein amerikanisch-deutsches Forscherteam jetzt Halbleiter-Elemente. Die industrielle Verwendung solcher organischen Fasern wäre eine technische Revolution, weil dadurch die elektronischen Bausteine um ein Vielfaches verkleinert werden könnten. Seit den 60-er Jahren beherrschen Schaltelemente auf Basis von Silizium den Markt der Chiphersteller. Allerdings stellen elektrisch leitende Nanodrähte, die unterschiedliche Bauteile miteinander verknüpfen, ein ernstes Hindernis dar. Werden nämlich die Schaltkreise weiter verkleinert, stoßen Halbleitertechniker innerhalb der nächsten Jahre aufgrund physikalischer Gegebenheiten an die Grenzen der konventionellen Lithografie.

<P>Nun wird jedoch der Gebrauch von organischen Substanzen als mögliche Drähte für integrierte Schaltungen wissenschaftlich getestet. Der Vorteil dieser Elemente wäre, dass sie die bisherige kritische Größe noch unterschreiten könnten.<BR><BR> Eine Forschergruppe um die Biochemikerin Susan Lindquist vom amerikanischen Whitehead Institut in Boston (Massachusetts), zu der auch der Biochemiker Thomas Scheibel von der Technischen Universität München (TUM) gehört, benutzte Fäden aus den beschriebenen Prionen als eine Matrix für Metalle. </P><P>Die Forscher überzogen die Proteinfasern mit Gold oder Silber. Auf diese Weise erhielten sie Elektrodrähte, die weitaus dünner als menschliches Haar sind - das ist weniger als ein Bruchteil der Drahtstärke, die bei herkömmlicher Herstellung erreicht wird. Normalerweise sind diese Fasern Isolatoren, leiten den Strom nicht. Aber durch den Edelmetall-Überzug entstehen daraus brauchbare elektrische Drähte.<BR><BR> Dass Susan Lindquist als Matrizen die Prionen wählte, begründete die amerikanische Forscherin mit der Eigenschaft dieser Eiweiße, sich spontan zu verformen. Denn Prionen gelten als Auslöser der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit beim Menschen und von Bovine Spongiforme Encephalitis (BSE) beim Rind. Dabei handelt es sich um spezielle körpereigene Eiweiße, die spontan oder durch Genmutation beschleunigt von einer löslichen aktiven Gestalt in eine unlösliche biologisch inaktive umlagern. <BR><BR>Auch ein anderer Prionen-Typ, der bei Bäcker-Hefen vorkommt, bildet lange dünne Fäden, so Susan Lindquist. Allerdings lösen diese keine Krankheiten aus, sind für den Menschen absolut ungefährlich. <BR><BR>Lindquist hat deshalb einige der Hefe-Prionfibrillen in ein Reagenzglas mit dem löslichen Hefe-Eiweiß gegeben und so bis zu einem Millimeter lange und nur einen Zehntausendstel Millimeter dicke Fasern erhalten. "Sie haben sich schnell aneinander gelagert wie Dominosteine und sind sehr zäh" freut sich die Forscherin. <BR><BR> Die Idee, aus organischen Fasern elektrische Leiter herzustellen, hat die amerikanische Biochemikerin bereits als Patent angemeldet. Dabei hofft sie, dass sich mit einigen Verbesserungen wirklich winzige Geräte bauen ließen. Dabei denkt sie an miniaturisierte Computerschaltkreise oder Sensoren, denn hier scheint ein "Quantensprung" gelungen. <BR><BR>"Ein vielversprechender Ansatz!", bestätigt ihr Münchner Kollege von der TUM. "Mit diesen neuen, auf Proteinfibrillen basierenden Materialien könnten elektronische Bausteine um Größenordnungen kleiner werden". Die Technologie ist neu und revolutionär. Grundlegende Fragen müssen aber noch geklärt werden, bevor die Wissenschaftler an den kommerziellen Einsatz denken können. <BR></P>

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