Um das Tausendfache verkleinert:
MIT-Forscher schrumpfen Objekte

Was in der Fiktion schon sehr lange ein Thema ist, wird jetzt am Massachusetts Institute of Technology (MIT) zumindest ein Stück weit Realität: Forschern ist es mit einem neuen Verfahren gelungen, bestimmte Objekte um das Tausendfache zu schrumpfen. Dabei setzt man auf die Umkehr eines vor Jahren entwickelten Systems zur Vergrößerung.

Der Schrumpfstrahl wird am MIT erstmals Realität

Unter anderem Filme wie "Die phantastische Reise" oder "Liebling, ich habe die Kinder geschrumpft" haben die Idee des Schrumpfstrahls in fiktiven Geschichten durchgespielt. Ein neues Forschungsprojekt am MIT ist zwar weit von diesen Gedankenspielen entfernt, macht sich aber auch das extreme Verkleinern von Objekten zum Thema. Wie Golem schreibt, ist es mit dem neuen Verfahren gelungen, spezielle Versuchsaufbauten bis auf ein Tausendstel ihrer ursprünglichen Größe zu verkleinern. Komplexe Teststruktur vor dem Schrumpfen (MIT/Daniel Oran) "Implosion Fabrication", wie die Forscher um Projektleiter Edward Boyden ihre Methode taufen, folgt der Idee, komplexe Strukturen in einem großen Maßstab zu bauen und dann auf die gewünschte Strukturgröße zu verkleinern. Die Forscher betonen, dass sie für diese Methode weitreichende Einsatzgebiete in Medizin, Robotik und vielen anderen Feldern erwarten, da prinzipiell "fast jede vorstellbare Form" im Nanomaßstab gefertigt werden können soll.

Methode kehrt Vergrößerungstechnik um

Interessant ist dabei auch der Ansatz, mit dem die Schrumpf-Methode entwickelt wurde. So nutzen die Forscher ihre Erkenntnisse über die Expansionsmikroskopie, die vor einigen Jahren am MIT entwickelt wurde, um hochauflösende Bilder von Hirngewebe erstellen zu können. Bei dem Verfahren wird Gewebe in ein Hydrogel eingebettet und dann vergrößert, was die Erkennung von feinen Strukturen unter einem herkömmlichen Mikroskop erlaubt.

"Implosion Fabrication" dreht diese Technik um, indem größere Objekte zunächst in ein expandiertes Hydrogel eingebettet werden. Für den Aufbau der Strukturen verwenden die Forscher ein Polyacrylat, das eine hohe Saugfähigkeit aufweist. Wird diese Struktur dann in eine Lösung mit Fluoresceinmolekülen getaucht und mit Laserlicht bestrahlt, lagern sich diese an und bilden sogenannte Anker: "Man bringt die Anker mit Licht an, wo man will, und später kann man alles, was man will, an den Ankern befestigen", so Boyden in der offiziellen Mitteilung des MIT. "Das kann ein Quantenpunkt sein, ein Stück DNA oder ein Nanopartikel aus Gold."

Dann kommt das Schrumpfen

Für den eigentlichen Schrumpf-Vorgang setzten die Forscher dann eine Säure ein, die sich abstoßende negative Ladungen im Polyacrylatgel blockiert und das Gel dazu veranlasst, sich zusammenzuziehen. Wie die Forscher ausführen, lassen sich die Objekte so in jeder Dimension um das zehnfache verkleinern, was einer tausendfachen Verkleinerung entspricht. Bisher lassen sich dreidimensionale Nanostrukturen nur mit hohem Aufwand herstellen. Von "Implosion Fabrication" versprechen sich die Forscher hier einen großen Fortschritt.