Elektrochemische Abscheidung von Nanostrukturen auf Goldelektroden durch kristalline Proteintemplate

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Kautek
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5318196

Die aktive Strukturierung von Goldoberflächen soll im Nanometermaßstab mit elektrochemischen Methoden untersucht werden, bei der strukturierte Adsorbatschichten in der Form von biogenetischen Templaten, die von Natur aus definierte Perforationen aufweisen, zur Herstellung von weiträumigen metallischen Nano-Arrays zum Einsatz kommen. Solche zweidimensionalen Bakterien-Proteinkristalle (sog. S-Schichten, "Surface Layers") zeigen als Template eine Lochgitterperiodizität von 10-30 nm. In diesem Projekt sollen durch elektrochemische Templateabscheidung (Electrochemical Template Deposition, ETD) metallische nanometergroße Säulen durch die Proteinkristall-Templatporen im elektrochemischen Rasterkraftmikroskop auf Goldsubstraten abgeschieden werden und deren strukturelle und elektrochemische Eigenschaften insbesondere mit In situ-SFM-Methoden charakterisiert werden. Dabei wird besonderes Augenmerk auf den Mechanismus und die Kinetik der bei der Nanostrukturierung ablaufenden Reaktionen im entsprechenden Maßstab gelegt werden, respektive auf eine ausreichend dichte Bekeimung des Substrates und die Bindung der Templatproteinmoleküle über ihre funktionalen Seitengruppen zum Substrat. Es sollen Zusammenhänge zwischen Substrateigenschaften, Lösungsmitteleinfluss und molekularer Struktur der S-Schichten mit dem Strukturbildungsprozess erarbeitet werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1030: Grundlagen der elektrochemischen Nanotechnologie