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Goldenes Glanzstück – Winzige Nanopartikel aus Gold setzen Wissenschaft kreativ in Szene
18.01.2023
Sie sind nur etwa 80 Nanometer klein und doch sind sie in der medizinischen Diagnostik sowie der Lebensmittel und Wasseranalytik feste Größen: Goldnanopartikel. 2021 wurden die metallischen Strukturen glänzende Akteure eines Artist-in-Residence-Programms, das die Nanopartikel in einem neuen Licht erscheinen ließ.
„Die Geschichte der Goldnanopartikel reicht weit zurück bis in die frühen Anfänge der Menschheit. Schon aus der Römerzeit ist historisches Glas bekannt, welches Goldnanopartikel enthielt. Dieses ‚rubinrote‘ Glas wurde zum Beispiel für Trinkgefäße genutzt oder später in Kirchenfenstern verwendet“, erläutert Prof. Dr. Wolfgang Fritzsche, Leiter der Abteilung Nanobiophotonik am Leibniz-IPHT, der sich intensiv mit Goldnanopartikeln beschäftigt. Die Elektronen der Partikel werden durch einfallendes Licht in „Schwingung“ versetzt, wodurch ihre Farben von Rot bis Grün variieren können. Die metallischen Strukturen werden im Bereich der Bioanalytik eingesetzt, um beispielsweise Krankheitserreger, Antibiotikaresistenzen oder Biomarker zu detektieren. „Docken krankmachende Keime an die Oberfläche der Goldnanostrukturen an, verändern die Partikel ihre Farbe. Durch ihre starke Reaktionsfähigkeit auf Licht, können mithilfe licht- basierter bildgebender Verfahren Krankheitserreger schnell nachgewiesen werden. Dieses Prinzip lässt sich auch auf andere diagnostische Anwendungen, wie den Nachweis von Tumorzellen, übertragen“, erklärt Wolfgang Fritzsche weiter.
Ästhetische Inszenierung
2021 führte das Kunstprojekt „Entstehung einer künstlerischen Tatsache“ Jenaer Forschende sowie Kreative aus aller Welt zusammen. Begegnung, Dialog und Austausch sowie ein Blick hinter die Forschungskulissen lieferte den Kunst- schaffenden die nötige Inspiration für eine kreative Auseinandersetzung mit wissenschaftlichen Methoden und Fragestellungen. Der aus Italien stammende Künstler Luca Spano setzte das Leibniz-IPHT und seine Forschungsarbeit in fünf kreativen 25 x 55 Zentimeter großen Kunstwerken in Szene. In Gold auf Stahl verband er symbolisch die Goldpartikel Forschung des Instituts mit einem poetischen Aspekt, der dem Betrachter einen spannenden Zugang zur Wissenschaft eröffnen soll.
Die Essenz seiner Auseinandersetzung mit dem Edelmetall Gold verband Luca Spano mit sinnigen Phrasen wie „Gold is red but also green“. Damit stößt der Künstler eine Tür in die Nanobiophotonik auf: Durch die Interaktionsfähigkeit der Goldnanopartikel mit Licht und beeinflusst durch ihre Größe sowie die Richtung des Lichts, können unterschiedliche Farbvarianten entstehen: Goldnanopartikel, die beispielsweise Licht im grünen Wellenlängenbereich absorbieren, erscheinen Rot im durchfallenden Licht, dagegen Grün bei seitlicher Beleuchtung.
„Den entstandenen Kunstwerken und unserer Forschung ist gemein, dass wir bei unserer Arbeit mit zahlreichen Bilddaten arbeiten. Bilder sind jedoch nur der erste Schritt, physikalische Phänomene, chemische Reaktionen oder biologische Prozesse und Verfahren zu verstehen. Um diese zu entschlüsseln, müssen wir über die rein visuelle Information hinausgehen und die Daten interpretieren sowie Zusammenhänge ableiten. Auch das setzt Luca Spano in seinen Werken gekonnt um: Seine Kunst erschließt sich erst auf den zweiten Blick – dann erst wird die gesamte Geschichte erzählt und der wissenschaftliche Ansatz kommt zum Vorschein. Unsere Forschungsarbeit auf diese Weise kreativ inszeniert zu sehen, war äußerst spannend und inspirierend“, so Wolfgang Fritzsche.