Preis für Madhavi Krishnan

Die Professorin Madhavi Krishnan blickt in kleinste Welten, sie erforscht Materie im Nanobereich, im Grössenbereich eines Millionstel Millimeters (10^-9 m). Dazu zählen auch Biomoleküle wie DNA und RNA (Nukleinsäuren) oder einzelne Proteine. Die Chemikerin aus dem indischen Chennai hat für diese Arbeiten im Jahre 2010 ein breit einsetzbares experimentelles System entwickelt, das die Erforschung einzelner, isolierter Moleküle und winziger Materieteilchen erlaubt.

Dazu werden die Moleküle oder Nanopartikel in winzigen Kanälen aus Glas eingefangen. Die Glaswände sind so gefertigt, dass sich ein einzelnes Molekül aufgrund der elektrostatischen Abstossungskräfte an einem definierten Ort frei in Lösung befindet. Mit dieser Methode lässt sich die sogenannte Brown’sche Bewegung der Moleküle neutralisieren, die sonst in ständiger Bewegung wären, was ihre Untersuchung behindert. «Dieser experimentelle Durchbruch bildete die Basis für meine Forschungsarbeiten der letzten Jahre», sagt die glückliche Preisträgerin. Die Bunsen-Gesellschaft ehrt mit dem Preis die physikalisch-chemischen Untersuchungen, die dadurch möglich geworden sind.

Blick in die Nanowelt

Die talentierte Chemikerin ist mit diesen Experimenten in eine neue Dimension vorgestossen, jene der Nanowelt, die mit bisherigen Methoden kaum erforschbar war. Die experimentelle Handhabung einzelner Biomoleküle eröffnet Einblicke in das Wesen biologischer Systeme, die bisher verschlossen blieben.

So lassen sich nun zum Beispiel physikalische Eigenschaften wie die Ladung einzelner Moleküle oder die elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen einzelnen Molekülen messen. Die Methode ermöglicht auch, einzelne Moleküle zwischen zwei Zuständen hin- und her zu schalten. Das eröffnet neue Möglichkeiten in der digitalen Datenspeicherung und der Fertigung kleinster Schalter auf molekularer Ebene.

Krishnan ist Förderungsprofessorin für Physikalische Chemie des Schweizerischen Nationalfonds (SNF). Sie sieht sich zwar in erster Linie als Grundlagenforscherin. Aber wenn sich aus den Resultaten neue praktische Anwendungen ergeben, freut sie dies natürlich auch. «Die Erkenntnisse aus der Nanowelt erschliessen neue Dimensionen auf der Ebene von Biomolekülen, das heisst Messungen bisher nicht bekannter Eigenschaften der Materie im Kleinstmassstab», sagt sie dazu.