Sonderforschungsbereich 840

Von partikulären Nanosystemen zur Mesotechnologie

Thematik und Konzept des SFB 840

Nanostrukturierte Systeme spielen in Natur und Technik eine große Rolle und die moderne Nanotechnologie hat sich zu einem rasch expandierenden Gebiet entwickelt, von dem bereits wichtige technologische Impulse ausgegangen sind. In der Natur finden sich zahlreiche Beispiele, wie durch Selbstorganisation von nanoskopischen Bausteinen funktionelle Systeme auf der mesoskopischen Skala aufgebaut werden können. Sie weisen in der Regel eine auf Selbstorganisationsprozessen beruhende hierarchische Struktur hoher Komplexität auf, die erst die funktionsadaptierten Material- und Struktureigenschaften gewährleistet. Schlüssel zur Ausbildung dieser Charakteristika sind die maßgeschneiderte Struktur und die programmierte Wechselwirkung zwischen einer ver­gleichs­weise geringen Zahl von Bausteinen.

Diesen Schritt von der Nano- zur Meso-Skala für künstliche Systeme zu vollziehen, ist eine der großen Herausforderungen, vor der die Nanotechnologie-Community aktuell steht. Wir planen im SFB 840 aus partikulären Nanosystemen neue funktionelle mesoskopische Systeme aufzubauen. Dazu wollen wir

• Wohldefinierte, für die Bildung mesoskopischer funktioneller Systeme maßgeschneiderte, partikuläre Bausteine synthetisieren und auf der Einzelpartikelebene charakterisieren;
• Die Selbstorganisation dieser Bausteine zu mesoskopischen Strukturen verstehen und kontrollieren;
• Die Korrelationen zwischen den Einzelpartikeleigenschaften und den Eigenschaften der mesoskopischen Systeme aufklären und so insbesondere funktionelle mesoskopische Systeme realisieren, die dann direkte Anwendung in wohldefinierten Tech­nologiefeldern haben.

Dies sind die ersten Schritte hin zu einer Mesotechnologie, in der nach dem Vorbild der Natur Funktionssysteme aus nanoskopischen Bausteinen gezielt zusammengestellt werden, die dann zu neuen technischen Anwendungen führen. Mesotechnologie ist daher eine Strategie, die von maßgeschneiderten, wohldefinierten nanoskopischen Bausteinen zu Funktionssystemen mit ganz bestimmten Anwendungen führen soll.