Die besondere Doppelhelix-Struktur der DNA wurde nun in einem anorganischen Material entdeckt.

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Anorganisches Material SnIP Halbleiter mit DNA-Form eröffnet neue Anwendungen

12.09.2016

Eine Grundstruktur des Lebens auf der Erde ist die Doppelhelix der DNA. Nun hat ein Team der Technischen Universität München (TUM) eine Doppelhelix auch in einem anorganischen Halbleiter entdeckt.

Das aus den Elementen Zinn (Sn), Iod (I) und Phosphor (P) bestehende Material mit der einfachen Zusammensetzung SnIP ist ein Halbleiter. Anders als alle bisherigen anorganischen Halbleiter-Materialien ist es jedoch hoch flexibel. Die teilweise zentimeterlangen Fasern lassen sich beliebig biegen, ohne zu brechen.

„Diese Eigenschaft von SnIP ist der Doppelhelix zuzuschreiben“, erklärt Daniela Pfister, Entdeckerin des Materials und Mitarbeiterin in der Arbeitsgruppe von Tom Nilges, Professor für Synthese und Charakterisierung innovativer Materialien an der TU München. „SnIP lässt sich einfach im Gramm-Maßstab herstellen und ist anders als Galliumarsenid, das ähnliche elektronische Eigenschaften hat, weitaus weniger giftig.“

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Die Halbleiter-Eigenschaften von SnIP versprechen viele Einsatzmöglichkeiten von der Energiewandlung in Solarzellen oder thermoelektrischen Elementen über Photokatalysatoren und Sensoren bis hin zu optoelektronischen Bauelementen. Durch Dotierung mit anderen Elementen sollten sich die elektronischen Eigenschaften des neuen Materials in weiten Bereichen einstellen lassen.

Aufgrund der Anordnung der Atome in der Form einer Doppelhelix, können die bis zu einem Zentimeter langen Fasern leicht in dünnere Stränge aufgeteilt werden. Die bisher dünnsten Fasern bestehen aus nur noch fünf Doppelhelix-Strängen und sind nur wenige Nanometer dick. Das macht auch Anwendungen in der Nanoelektronik denkbar.

Wie Kohlenstoff-Nanoröhrchen und polymerbasierte Druckfarben können die SnIP-Doppelhelices in Lösungsmitteln wie Toluol suspendiert werden. Damit ließen sich einfach und kostengünstig dünne Schichten produzieren

Bildergalerie

  • Die Doppelhelix-Struktur besteht aus den Elementen Phosphor, Iod und Zinn.

    Bild: TU München

  • Nadeln des flexiblen Halbleitermaterials aus Zinn, Iod und Phosphor (SnIP) mit Doppelhelix-Struktur

    Bild: Pixabay

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