Die „Tinte“ mit den zwei Gesichtern

In der Natur wird die sog. Selbstorganisation seit Milliarden von Jahren genutzt:. Einzelne zufällig angeordnete Moleküle organisieren sich wie von selbst zu einer geordneten Struktur. Die treibende Kraft für diese Selbstorganisation ist physikalischer Natur: die Van-der-Waals-Kräfte zwingen die Moleküle, sich zu ordnen. Materialwissenschaftler nutzen solche „Selbstassemblierungs-Effekte" seit Jahren, z.B. um die Eigenschaften von Materialoberflächen gezielt einzustellen. So entstehen mittels selbstorganisierender Monoschichten (SAM) wasser- oder schmutzabweisende Materialien - je nachdem, wie die Schwanzgruppe der SAM-Moleküle aufgebaut ist. Letzteres wird als Funktionalität des SAMs bezeichnet. Mit ihrem anderen Ende - der Kopfgruppe - haften SAM-Moleküle fest an der Materialoberfläche. Der Nachteil von SAM-Molekülen ist, dass sie mit ihrer Kopfgruppe meist nur an einem Material, z.B. Gold, haften können und die Schwanzgruppen nur eine bestimmte Funktionalität erlauben. Dr. Rahila Bhat, Prof. Klaus Jandt und Mitarbeiter des Instituts für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie (IMT) der Friedrich-Schiller-Universität Jena verwendeten das Molekül N-(3-diethylphosphatoxy) propyl-11-mercaptoundecanamide (PPMA) zum ersten Mal als „Tinte" in mikrogestempelten SAMs. Die zwei verschiedenen Enden des PPMA-Moleküls wurden geschickt als zwei verschiedene Kopfgruppen verwandt, um auf einem Metall (Gold) oder einer Keramik (Titandioxid) SAMs zu bilden. Werden diese SAMs dann mit Enzymen behandelt, lassen sich unkompliziert verschiedene Funktionalitäten der SAMs erzeugen. Nach dem römischen Gott mit den zwei Gesichtern Janus nennen die Forscher ihre innovative Materialtechnologie den Janus-SAM (JSAM).