Institut für Biologisch-inspirierte Materialien

Abteilungsleiter: Univ. Prof. Dr. Erik Reimhult

Die Kernaktivitäten des Instituts für Biologisch-inspirierte Materialien liegen in der Entwicklung nanotechnologischer und selbstorganisierender molekularer Werkzeuge für die Anwendung im biologischen und medizinischen Bereich. Zudem werden neuartige "intelligente" Materialien und Strukturen hergestellt, welche den Organisationsprinzipien biologischer Systeme nachempfunden sind. Der Begriff "Nanotechnologie" bezieht sich in diesem Zusammenhang auf die Fertigung solcher Hilfsmittel und auf physikalische Phänomene, welche im Nanometerbereich auftreten.

Die gesetzten Ziele können nicht ohne die Weiterentwicklung unseres derzeitigen fundamentalen Wissensstandes in den Bereichen Physik und Chemie komplexer Nanosysteme erreicht werden. Die zentralen Anwendungsbereiche für diese Forschung sind:

• Pharmakotherapie mit gezielter Freisetzung des Wirkstoffes am Zielort
• Herstellung "intelligenter" Gerüste für die Gewebekultur
• Filtration
• Biosensorik

Zu diesem Zweck arbeiten wir derzeit besonders an der Synthese und Funktionalisierung neuartiger Nanopartikel bzw. anderer Nanostrukturen. Mit unserem Background in den Bereichen Biosensorik und Forschung an modellhaften Lipidmembranen interessieren wir uns hauptsächlich für die Interaktion von Nanopartikeln mit Membranen, aber auch für die molekulare Selbstorganisation und den zugrundeliegenden Auslöser für die Bildung komplexer Membranarchitekturen für die Biosensorik. Kontrollierte Zellinteraktionen, Filtration und Substanzfreisetzung zählen ebenfalls zu unseren Interessensbereichen.

Auf der Grundlagenseite forschen wir nach Mess- und Detektionsmethoden um herauszufinden, wie sich 3D-Strukturen aus Partikelketten formen. Das kann uns die Prinzipien näherbringen, wie sich z.B. Proteine falten, um in Zukunft hochentwickelte synthetische Materialien auf ähnlichem Weg herzustellen.

In allen Bereichen haben wir besonderes Interesse an der Herstellung asymmetrischer Basiskomponenten im Nanometermaßstab, wobei sich diese Asymmetrie sowohl auf die Geometrie, als auch auf physikalische und chemische Interaktionen bezieht. Solche schwach interagierende Basiskomponenten, welche sich in abgegrenzte Fluide und Gele organisieren, sind das Markenzeichen von Biologie und Leben, aber derzeit als technisiertes System beinahe inexistent.

Wir erforschen das Zusammenspiel dieser Basiskomponenten zur Entstehung von Superstrukturen, um alternative, von der Natur inspirierte Produktionswege für Materialien mit neuartigen bzw. ungewöhnlichen Eigenschaften zu finden

Während unser sehr junges Labor wächst, werden wir in verschiedene verwandte Forschungsfelder expandieren und Vorteile aus den vielen Möglichkeiten ziehen, die sich ergeben, wenn dieselben Erkenntnisse und Technologien in einem interdisziplinären Feld wie den Nanowissenschaften genutzt werden.

A brief summary of the Medium-term strategic plan for the Laboratory for Supramolecular materials can be found here.