Wissenschaftler um Frank Bright von der University at Buffalo haben jetzt eine neue mechanische Basis für Sensoren geschaffen. Grundlage für das neue Bauteil war die Idee der Forscher, Proteine für den Nachweis chemischer Verbindungen zu nutzen und mit einer lichtemittierenden Diode (LED) zu kombinieren.

Ihren Ansatz setzte die Arbeitsgruppe mit Hilfe der Sol-Gel-Technik und so genanntem Pin-Printing um. Das Sol-Gel-Verfahren führt zu Xerogelen, glasartigen porösen Polymeren, in denen die Wissenschaftler Proteine fixierten. Diese Proteine sprechen je nach ihrer Struktur auf unterschiedliche chemische Verbindungen an und schlagen sozusagen bei der LED Alarm. Deshalb war es das Ziel der Forscher, möglichst viele Proteine auf einer bestimmten Fläche anzuordnen, und das auch noch mit einer regelmäßigen Struktur. Dazu nahmen die Wissenschaftler Anleihen bei der Genomforschung – sie nutzten das so genannte Pin-Printing. Dieses Verfahren erlaubt es, sehr kleine Volumina anzusaugen und an einem bestimmten Ort aufzubringen; es ähnelt dem Prinzip eines Tintenstrahldruckers.

Der Trick liegt nun in der Kombination beider Prozesse: Anstatt erst Xerogele mit mikroskopischen Vertiefungen zu erzeugen und diese dann mühsam mit Proteinen zu füllen, stabilisierten die Wissenschaftler die Proteine direkt in der Sol-Gel-Lösung. Dann "druckten" sie die fertige Lösung auf eine LED-Oberfläche, wo die fertigen Xerogele als Punkte mit einem Durchmesser von einem Mikrometer aushärteten.

Mit der neuen Technik wollen Bright und seine Mitarbeiter Hunderte von wiederverwendbaren chemischen Sensoren auf die Fläche einer Münze bringen. Auf diese Weise könnte man etwa im Medizin-, Agrar- und Umweltbereich verschiedene Chemikalien simultan detektieren.