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ePaper created 2013-07-01, 08:59:42 | version 1.25.19
12 T ischtennisbälle, Schokokugeln, Sei- fenblasen – jeder kennt Hohlkugeln aus seinem Alltag. Weniger be- kannt ist, dass Hohlkugeln auch in der Nanotechnik eingesetzt werden: Als mik- roskopisch kleine Kapseln, in denen man etwas verpackt, um es zum richtigen Zeitpunkt an der richtigen Stelle freizu- setzen. Weit fortgeschritten sind bei- spielsweise Pläne von Medizinern, Arz- neimittel durch Mikrokapseln von der Größe eines Blutkörperchens exakt dort abzuliefern, wo sie wirken sollen, anstatt sie wie bisher durch Tabletten im ganzen Körper zu verteilen. Aber auch Duftstof- fe oder Insektizide könnten so zielgenau transportiert werden. Forschen in Jülich 2|2013 Allerdings weiß man nicht genau, wie sich Hohlkugeln verhalten, wenn sie auf wenige Mikrometer geschrumpft sind. „Man hat viele Theorien, die das Große beschreiben, aber diese gelten im Klei- nen oft nicht mehr“, erklärt Gerard Vlie- genthart, „denn es gibt Effekte, die im Großen wirkungslos verpuffen, aber in der Mikrowelt vieles ändern. Wir bauen das Theoriegebäude der Physik ins Mik- roskopische aus.“ Er und Gerhard Gomp- per haben sich am Institute for Complex Systems einen solchen Effekt – thermi- sche Fluktuationen – vorgenommen und untersucht, welche Auswirkung er auf die Stabilität von Hohlkugeln hat, wenn diese klein genug sind, um für Mediziner als Mikrokapseln infrage zu kommen. Gemeinsam mit Kollegen aus Harvard haben sie dabei den Verdacht bestätigt, dass Mikrokapseln wegen der thermi- schen Fluktuation deutlich instabiler sind als bisher angenommen. WÄRME KNITTERT OBERFLÄCHE Thermische Fluktuationen sind eine Art Grundzittern der Materie: „Atome ste- hen nur beim absoluten Nullpunkt still. Ansonsten schwirren sie um ihre Grund- position herum, je höher die Temperatur, desto hektischer“, erklärt Gompper. So stoßen die zitternden Moleküle wie Bil- lardkugeln gegen die Oberfläche einer Hohlkugel, wenn diese beispielsweise Hohlkugeln im Miniaturformat sind für vieles nützlich. Ärzte hoffen etwa, sie in naher Zukunft als Mikrokapseln zu nutzen, um Arzneimittel gezielt freizusetzen. Jülicher Forscher haben nun herausgefunden, dass solche Nano-Fähren deutlich instabiler sind als bisher angenommen.