Starke Kräfte in dünnen Schichten

 
 

Graphen gilt als das Hightech-Material der Zukunft, und seine überragenden Eigenschaften eröffnen unzählbare Perspektiven. Das Protein „Laccase“ (Abbildung 1) des Pilzes „trametes versicolor“ ist dafür bekannt, auf fast jeder Oberfläche eine Monolage zu bilden. Dies ermöglicht die Funktionalisierung eines 2D Substrates: Graphen, mit einer 3D Beschichtung: der monoatomaren Proteinschicht von etwa 5 nm. Forscher fanden heraus, dass diese Immobilisierung auf Graphen besonders gut funktioniert, jedoch ist noch nicht eindeutig bewiesen, wieso dies der Fall ist. In diesem Projekt wird der Adsorptionsmechanismus von Laccase mit klassischer Molekulardynamik und polarisierbaren Kraftfeldern auf verschiedenen Oberflächen untersucht und miteinander verglichen. Außerdem wird untersucht, ob durch die Verwendung von Laccase poröse 3D Graphen-Strukturen gebaut werden können, welchen dann durch eine weitere Beschichtung der Oberfläche mit Nanopartikeln gezielte katalytische Eigenschaften verliehen werden könnten. Theoretische Ergebnisse wurden durch Messungen mit dem Rasterkraftmikroskop validiert. Bis jetzt wurde demonstriert, dass Laccase aufgrund von elektrostatischen Wechselwirkungen und durch die Eingliederung in eine Glykopeptidmatrix eine Monolage auf einer Siliciumoberfläche bildet. Auf Graphen haftet die Laccase durch π−π-Wechselwirkungen mit der Oberfläche.





Jugend forscht: Immobilisierung von Laccase für katalytische Anwendungen


Autor: Arta Safari