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Forschungsabteilung Nanobiophotonik

Die Abteilung Nanobiophotonik erforscht plasmonische Effekte an Nanopartikeln und deren Anwendung für die Lösung Gesundheits- und Umwelt-relevanter Problemstellungen. Den Schwerpunkt der Forschung kann man mit dem Begriff Molekulare Plasmonik umschreiben. Diese beinhaltet die Erschließung des Potentials von Hybridnanostrukturen bestehend aus plasmonischen Nanopartikeln mit molekularen Komponenten, sowie deren funktionelle Integration und Nutzung in mikrofluidischen und Mikrosystemen. Die aus den hybriden Eigenschaften solcher Strukturen ableitbaren physikalischen Effekte können aktiver oder passiver Natur sein.

Die passive molekulare Plasmonik umfasst die Nutzung solcher Hybridnanostrukturen als optische Marker oder als Sensoren, wobei hierbei die Entwicklung von Methoden zur Detektion bzw. Identifizierung von Pathogen-relevanten DNA-Molekülen im Vordergrund steht. Eine Optimierung der Synthese dieser Strukturen, deren Biofunktionalisierung, und insbesondere der Etablierung von Multiplex-Assays (der parallelisierten Auslesung von plasmonischen Mikroarrays) stehen aktuell im wissenschaftlicher Mittelpunkt.

Aktive plasmonische Elemente ermöglichen durch nanolokale Freisetzung von Wärme und/oder Elektronen beispielsweise hochpräzise Materialbearbeitung oder Katalyse auf der Nanoskala. Ein Ziel ist unter anderem die Entwicklung nanolokaler Anregungsquellen. Neben den Grundlagenforschung-orientierten Fragestellungen werden die notwendigen Enabling-Technologien etabliert, neben Partikeldesign und molekularen Techniken insbesondere in den Feldern der Mikrofluidik und Mikrosystemtechnik. Eine Entwicklung von mikrofluidischen und mikrosystemtechnischen Bauelementen sowie Verfahren ermöglicht zudem Systemlösungen für die miniaturisierte  Analytik und Diagnostik.

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