Mikroschwimmer | Wenn sich künstliche Teilchen zielgerichtet bewegen, könnten sie als Roboter in der Blutbahn eingesetzt werden.
Ein Ziel anzusteuern ist für viele Mikroorganismen lebenswichtig. Das Team von Clemens Bechinger vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme der Universität Stuttgart gibt nun mit Kollegen von der Universität Düsseldorf synthetischen Mikroschwimmern die Möglichkeit, sich zum Licht oder in die Dunkelheit zu bewegen.
Die Mikroschwimmer sind durchsichtige Glaskügelchen mit einigen Tausendstel Millimeter Durchmesser. Die eine Hälfte der Kügelchen ist mit einer schwarzen Kohlenstoffschicht überzogen und erwärmt sich stärker als die helle Seite, wenn die Teilchen gleichmäßig beleuchtet werden. In einer Mischung aus wässriger Lösung und organischer Substanz entmischt Wärme die Komponenten. So ergibt sich ein Unterschied in der Konzentration des gelösten Stoffes zwischen beiden Seiten des Kügelchens. Das Konzentrationsgefälle wird ausgeglichen, indem Flüssigkeit entlang der Kugeloberfläche zur schwarzen Seite strömt. Die Kugel schwimmt also mit der transparenten Seite voraus.
Entlang eines Lichtgradienten bewegt sie sich zum schwächer beleuchteten Teil der Flüssigkeit. „Wir können durch einfache Modifikationen der Oberfläche aber auch eine Bewegung zur helleren Seite hin erzeugen“, betont Celia Lozano, die als Postdoktorandin an Bechingers Institut arbeitet. Millionen solcher Mikroschwimmer könnten zukünftig durch die Adern patrouillieren, um Krankheitsherde entlang eines Konzentrationsgefälles aufzuspüren und zu behandeln.
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