Optisches Messen und Optische Manipulation dynamischer Prozesse

Eine Herausforderung bei der Entwicklung zukünftiger Nanosysteme wird die Ausnutzung fluktuationsgesteuerter und selbstorganisierender Prozesse sein. Dies ist besonders gut zu ermöglichen in (komplex-) flüssigen Umgebungen. Es treten Mechanismen auf, wie sie uns seit Ewigkeiten von der Natur vorgeführt werden. Je kleiner die beteiligten Komponenten, umso größer ist meist ihre Dynamik. Da viele Prozesse jedoch zu selten auftreten, um sie mit guter Statistik zu messen, erlauben optische Fallen, diverse Vorgänge zu beschleunigen oder zu induzieren. Im Vortrag wird nach einer kleinen Übersicht ein Paradigma eines selbstorganisierenden komplex flüssigen Systems vorgestellt: eine lebende Zelle, bestehend aus Polymer-Stützgerüsten, molekularen Motoren mit ausreichend Treibstoff (ATP), Kompartimenten, Membranen, etc. Es wird gezeigt, wie es erstmals möglich wurde, mit interferometrischen Methoden die Schritte einzelner molekularer Motoren im Inneren einer Zelle bei der Arbeit zu beobachten, nachdem zuvor ein Partikelanbindungsereignis mit einer optischen Falle induziert wurde. Der Vorgang der „Filopodienretraktion“ könnte der Arbeitsweise eines zukünftigen Nano-Kransystems entsprechen.