Verwendung der Position und Form von Partikeln zur Bildung von hochentwickelten Mikroaktuatoren, moduliert durch DNA Origami

• Antragsteller: Joseph Tavacoli Khalkhali, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik ; Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Mikrosysteme
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394775225

Vor einiger Zeit ist eine neue Methode erschienen, die die maßgeschneiderte Form und Positionierung vor der eigentlichen Position von mikroskalierten, superparamagnetischen Partikeln verwendet. Diese Technik wird als APPS (Assembly Guided by Particle Position and Shape, Von Position and Form der Partikel gesteuerter Aufbau) bezeichnet und ist besonders dazu geeignet, Mikrostrukturen zu bilden, die einen komplexen and steuerbaren Antrieb im granularen/kolloidalen Maßstab aufweisen. Dadurch kann diese Technik in fortgeschrittener Mikrorobotik verwendet werden. Die APPS-Methode befindet sich jedoch noch in ihren Kinderschuhen. Das Ziel dieses Vorschlags besteht darin, sie zu einem Punkt zu entwickeln, dass sie dazu genutzt werden kann, um solche ausgewählten Mikrostrukturen zu bilden. Um dieses große Ziel zu erreichen, sind zwei Reihen von Designregeln erforderlich. Zunächst müssen die Form und die Vor-Positionierung der Partikel mit dem Design der Bauweise verbunden werden, das sie bilden. Dann muss das eigentliche Design der Bauweise auf die Antriebsleistung abgestimmt werden.Dieses Projekt soll die erste Reihe dieser Regeln bestimmen, indem die Bauweisen strukturell kategorisiert werden, die aus einer großen Vielfalt maßgeschneiderter und systematisch veränderter Partikelformen und -muster zusammengestellt werden. Um die zweite Reihe von Regeln zu bestimmen, wird die Antriebsleistung der systematisch veränderten Designs der Bauweisen, die durch Anwendung der ersten Regelteils geschaffen werden, beschrieben und kategorisiert. Darüber hinaus wird die Flexibilität der Bauweisen durch den Gebrauch maßgeschneiderter DNA-Linker (DNA-Origami) zwischen ihren Bestandteilen sichergestellt. Der Effekt des Linker-Designs auf die Antriebsleistung wird auch untersucht. Dadurch wird das Design der Bauweise, auf Nano- und Mikro-Maßstab, mit der Antriebsleistung verbunden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Tim Liedl