![Ein Forscher arbeitet an der Sterilbank.](/assets/_processed_/8/7/csm_Amgen_Forscher_Sterilbank_10cbb0edb8.jpg)
![Blick in den Ausstellungsbereich Nanotechnologie.](https://www.deutsches-museum.de/assets/_processed_/4/8/csm_Grossansicht_Nanotechnologie_c9ed738890.jpg)
Bild: Deutsches Museum, München | Reinhard Krause
Naturwissenschaften
Nano- und Biotechnologie – Vom Kleinen zum Kleinsten
Zwei Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts erlauben es, völlig neue Ansätze in der Wissenschaft zu verfolgen. Bakterien, die menschliche Proteine herstellen? Zauberwatte, die Öl aufsaugen kann? Alles machbar! Kein Wunder, dass viele Methoden und Geräte dieser Forschungszweige mit dem Nobelpreis gekürt wurden. Highlights davon finden Sie in dieser Ausstellung.
Nanotechnologie – Naturphänomen für die Wissenschaft umgesetzt
Extrem klein und dadurch außergewöhnlich – für Nanopartikel gelten klassische physikalische Gesetze nur teilweise oder gar nicht mehr. So entstehen Phänomene, die es so nur im Nanokosmos gibt. Und dieser existiert nicht nur im Labor! Wir zeigen Ihnen wunderbare Nanoeffekte der Natur wie den Lotuseffekt, bei dem die Blätter von Nano-Wachspartikeln an der Oberfläche profitieren oder den Morpho-Schmetterling, dessen nanofeine Rillen ihn blau schimmern lassen. Um diese Phänomene sichtbar zu machen und untersuchen zu können, wurden die Rastersondenmikroskope entwickelt, die wir anhand verschiedener Exponate erklären.
Bild: Deutsches Museum, München | Reinhard Krause
Nanopartikel sind heute bereits in vielen Alltagsanwendungen enthalten, die wir in einer eigenen Vitrine zusammen mit den Herstellungsmethoden der winzigen Alleskönner zeigen. Besonderes Augenmerk legen wir auf Graphen und Kohlenstoffnanoröhren, die ein hohes Innovations- und Industrialisierungspotential, beispielweise im Umweltbereich, aufweisen.
Biotechnologie – den universellen genetischen Code nutzen
Die Aufklärung von Struktur und Funktion der genetischen Information, der DNA, legte die Grundlage für Methoden der modernen Biotechnologie. Die Entschlüsselung von immer mehr Genomen bot der Wissenschaft neue Möglichkeiten und Forschungsansätze. Heutzutage sind verschiedenste Methoden zum Arbeiten mit DNA im Einsatz, die man sich für Innovationen in Medizin, Forschung, Pflanzenzucht und Industrie zu Nutze macht.
Bild: Deutsches Museum, München | Reinhard Krause
Anhand von historischen und modernen Exponaten erhalten Sie zunächst eine Übersicht über die Entwicklung der Sequenziergeräte, dann einen Einblick in die verschiedenen Möglichkeiten, um DNA bearbeiten zu können und abschließend stellen wir Ihnen die Einsatzmöglichkeiten dieser neuen Technologien in der Medizin vor.
Highlights der neuen Ausstellung
Erstes Rastertunnelmikroskop von IBM, Nachbildung Bild: Deutsches Museum
Erstes Rastertunnelmikroskop
Strukturen des Nanokosmos sind prinzipiell zu klein, um sie unter einem Lichtmikroskop anschauen zu können. Doch mit der Erfindung des Rastertunnelmikroskops im Jahr 1981 gelang es erstmals, Oberflächenstrukturen auf ein Atom genau abzubilden und sogar zu manipulieren. Ein Rastertunnelmikroskop funktioniert völlig anders als ein Lichtmikroskop: Das Bild entsteht, indem die Oberfläche der Probe mit einer extrem feinen metallischen Spitze zeilenweise abgetastet wird. Für die Entwicklung dieses Rastertunnelmikroskops erhielten Binnig und Rohrer 1986 den Nobelpreis für Physik.
Mit dem „Genome Sequencer 20“ (Baujahr 2007) kann die Sequenz eines DNA-Abschnitts sehr schnell bestimmt werden. Bild: Deutsches Museum
Genome Sequencer
Die Information, die nötig ist, um ein Lebewesen entstehen zu lassen, steckt in einem Molekül, der Erbinformation DNA. Diese besteht aus vier Bausteinen, den sogenannten Basen, jeweils zwei von ihnen bilden ein Basenpaar aus. Genauer betrachtet steckt die Information über unsere Gene also in der Abfolge der einzelnen Basenpaare. Die zahlreichen Möglichkeiten der Abfolge dieser Basenpaare führen zur Ausbildung von tausenden verschiedenen Genen. Sequenzierung ist die Entschlüsselung der Reihenfolge dieser Basenpaare mit Hilfe von Sequenziermaschinen. Dieser Genomsequenzierer analysiert in Windeseile komplette Genome. Von außen scheint er wie ein unscheinbarer grauer Kasten doch im Inneren können mehrere Proben in parallelen Ansätzen analysiert werden - pro Lauf können bis zu 20 Millionen Basen ausgewertet werden und das in nur 5,5Stunden Laufzeit.
Einblicke in die Ausstellung Nano- und Biotechnologie
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Dr. Christine Kolczewski
Kuratorin und Leitung Ausstellungsprojekte Sonderausstellung
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