Nanobiophysics

Der Masterstudiengang Nanobiophysics vermittelt vorrangig die Grundlagen der Biophysik und Bionanotechnologie mit zwei Zielen: auf der einen Seite, um mit Hilfe von nanotechnologischen Ansätzen komplexe molekulare Maschinen wie z.B. Biomoleküle besser charakterisieren und verstehen zu können, und auf der anderen Seite, um sich diese Moleküle in technologischen Systemen zunutze zu machen und sie als Vorlagen oder Modellsysteme für eine bottom-up Nanotechnologie zu verwenden.

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Im 20. Jahrhundert haben sich Naturwissenschaften in der Aufklärung natürlicher Phänomene sukzessive zur Atom- und Molekülebene hin entwickelt. Der theoretischen Beschäftigung mit diesen kleinsten Objekten und Skalen folgte in der zweiten Hälfte des vorigen Jahrhunderts eine methodische Revolution in praktisch allen Wissenschaftsbereichen, um zur Messung und Manipulation von Phänomenen auf Einzelmolekülebene vorzudringen. Um die neuen technischen Herausforderungen zu bewältigen, vollzog sich gleichzeitig ein Übergang von der Mikro- zur Nanotechnologie. Unter nanotechnologischer Betrachtung eröffnen sich nun aber vor allem in der Biologie verblüffende neue Horizonte.

Die Grundbausteine aller Zellen und komplexen lebenden Systeme, Protein- und Nukleinsäuremoleküle, sind Nanomaschinen mit hochspezialisierter, durch Jahrmillionen der Evolution optimierter Funktionalität. Diese Nanomaschinen zeichnen sich unter anderem durch maximale Effizienz, einen geringeren Energieverbrauch, und praktisch vollständiger Abbaubarkeit und Wiederverwertbarkeit aus, so dass sie als absolute Paradigma für technische Module und Maschinen gelten können.

Das Ziel einer modernen interdisziplinären Technologie muss es daher sein, solche molekularen Maschinen zunächst quantitativ zu verstehen, später aber auch, sie nutzen, manipulieren, für technische Prozesse zu adaptieren und weiterentwickeln zu können. Dieses Ziel kann am besten durch eine fundierte Ausbildung in Physik, Biologie, sowie den Polymer- und Materialwissenschaften aus der nanoskopischen Perspektive, d.h. unter Nutzung der großen Vielfalt von modernen nanotechnologischen Ansätzen und Einzelmolekül-basierenden Messmethoden erreicht werden.

Der Masterstudiengang Nanobiophysics vermittelt dabei vorrangig die Grundlagen der Biophysik und Bionanotechnologie mit zwei Zielen: auf der einen Seite, um mit Hilfe von nanotechnologischen Ansätzen komplexe molekulare Maschinen wie z.B. Biomoleküle besser charakterisieren und verstehen zu können, und auf der anderen Seite, um sich diese Moleküle in technologischen Systemen zunutze zu machen und sie als Vorlagen oder Modellsysteme für eine bottom-up Nanotechnologie zu verwenden.