DNA-programmierbare Anordnung von Nanopartikeln zu präzisen anisotropen Architekturen

• Antragsteller: Dr. Chaojian Chen
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Polymere und biogene Werkstoffe und darauf basierende Verbundwerkstoffe ; Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 453265186

Die Selbstorganisation von Nanopartikeln zu präzisen anisotropen Architekturen hat sowohl in der Wissenschaft als auch in der Industrie großes Interesse geweckt, da die erzeugten Nanostrukturen einzigartige Eigenschaften bieten können, die für verschiedene Anwendungen in den Bereichen der Medizin, Katalyse, Sensorik, Optik, Elektronik und Energie nützlich sind. Nukleinsäuren sind äußerst attraktive Liganden zur Steuerung der Partikelassemblierung, da sie über eine bemerkenswerte molekulare Erkennung und Programmierbarkeit verfügen, die auf den spezifischen Watson-Crick-Basenpaarungen beruhen. Im Rahmen dieses Projekts befasst sich der Antragsteller mit der Konstruktion präziser anisotroper Nanopartikelarchitekturen sowohl in Lösung als auch auf Oberflächen mittels DNA-programmierter Assemblierung und untersucht deren mögliche Anwendung auf den Gebieten der Biosensorik, Katalyse, Optik und Elektronik. Aufgrund der Spezifität und Einstellbarkeit der Komplexierung zwischen komplementären DNA-Sequenzen werden neuartige Strukturen mit beispielloser Präzision unter Verwendung modernster Werkzeuge in der DNA-Nanotechnologie erhalten. Dieses Projekt wird nicht nur allgemeine Strategien zur Organisation anisotroper Nanopartikel wie etwa Janus-Nanopartikeln oder kettenförmiger Anordnungen etablieren, sondern auch die Topologien von Nanopartikel-Architekturen erheblich erweitern, welche mit herkömmlichen Methoden nicht zu erreichen sind. Weiterhin ist hervorzuheben, dass diese anisotropen Strukturen viele neue Anwendungen in der Katalyse, Biomedizin, Optik und Elektronik ermöglichen. Der starke theoretische Hintergrund des Antragstellers und sein hervorragendes experimentelles Fachwissen in den Bereichen der Polymerwissenschaften, Biomoleküle, Nanomaterialsynthese und Nanolithographie sind von entscheidender Bedeutung, um die Hauptziele des Projekts zu erreichen. Dies umfasst die regioselektive Funktionalisierung von Nanopartikeln mit DNA über polymer-basierte Ansätze und die Erforschung neuartiger anisotroper Architekturen, insbesondere polymerähnliche Anordnungen mit unterschiedlichen Topologien, als auch die erfolgreiche Herstellung strukturierter Oberflächen mit DNA-Funktionalitäten für die Anordnung von Nanopartikeln. Darüber hinaus kann der Antragsteller in erheblichem Maße von der Expertise des Betreuers auf dem Gebiet der Nanotechnologie profitieren. Zusätzlich ist dem Antragsteller ein hervorragendes Forschungsumfeld mit hinreichender Finanzierung und allen erforderlichen Infrastrukturen und Einrichtungen sowie herausragende Möglichkeiten zur Zusammenarbeit und starke Unterstützung für die langfristige Karriereentwicklung gegeben. Die exzellenten Rahmenbedingungen werden die erfolgreiche Umsetzung des Projekts sicherstellen und es dem Antragsteller ermöglichen, ein äußerst vielversprechender und wettbewerbsfähiger junger Wissenschaftler mit beruflicher Reife zu werden.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Chad A. Mirkin, Ph.D.