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TU Berlin

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Menschen

Die bewegte Welt der Pantoffeltierchen

Freitag, 15. Februar 2008

Neu berufen: Der Physiker Holger Stark erforscht das Fortkommen von Mikroorganismen

Holger Stark fasziniert die Fortbewegung in der mikroskopischen Welt
Holger Stark fasziniert die Fortbewegung in der mikroskopischen Welt. In der makroskopischen Welt bewegt er sich selbst gern Tango tanzend fort
Lupe

Holger Stark interessiert sich für Pantoffeltierchen, Spermien und Bakterien, für Zahnbelag und den Abtransport von Schleim aus der Lunge. Nichts Besonderes für einen Biologen, aber Holger Stark ist Physiker, und von daher verwundert es schon, dass er zu solchen Dingen forscht.

"Was mich an Pantoffeltierchen und Spermien interessiert, ist deren Fortbewegung als Mikroorganismen. Fortbewegung ist ein zentraler Bestandteil jeglicher Form von Leben, und was der Mensch darüber weiß, ist durch seine Erfahrung in der makroskopischen Welt geprägt. Ein Großteil des Lebens auf der Erde ist jedoch durch Mikroorganismen bestimmt und findet in wässriger Umgebung statt. Die Natur hat ausgeklügelte Mechanismen entwickelt, mit denen sich Bakterien und Spermien in wässriger Lösung fortbewegen", erklärt Holger Stark, der als neu berufener Professor am Institut für Theoretische Physik lehrt. Ein tieferes Verständnis der physikalischen Grundlagen dieser Mechanismen, so Holger Stark, also auch der physikalischen Beschreibung der Schwimmbewegung von Mikroorganismen, ermögliche es, zum Beispiel in der Medizintechnik mikroskopische Maschinen zu bauen, die mit entsprechendem Antrieb in den menschlichen Gefäßsystemen Reparaturarbeiten verrichten können. Mit der Physik dieser Antriebsmechanismen beschäftigt sich Holger Stark. Er spannt damit den großen Bogen von der Grundlagenforschung zur Anwendung seiner wissenschaftlichen Arbeit.

In einem Aufsatz für das Physik-Journal, das Publikationsorgan der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, hat Stark die Fortbewegung eines solchen künstlichen Schwimmers auf der Mikrometerskala jüngst beschrieben, den eine Forschergruppe aus Paris und von der Harvard-Universität entwickelt hatte. "Dieser Schwimmer ahmt die Schlagbewegung von Flagellen nach - das sind aus Proteinen zusammengesetzte elastische Fasern, die durch interne molekulare Motoren angetrieben werden. Zum Beispiel bewegen sich Spermien mit ihrer Hilfe fort. In der Lunge wird mit ihnen Schleim transportiert", sagt Holger Stark. Biomimetische Systeme werden solche Modelle genannt, die Erscheinungen in der Biologie imitieren. Starks Untersuchungen haben aufgezeigt, unter welchen Bedingungen sich der mikroskopische Schwimmer optimal fortbewegt. Optimal heißt dabei eine möglichst große Schwimmgeschwindigkeit bei gleichzeitig hoher Effizienz der Energieausbeute.

Die Physik biologischer Systeme ist ein Forschungsschwerpunkt von Holger Stark, ein anderer ist die Untersuchung von weicher Materie, also von Flüssigkristallen, Polymeren, kolloidalen Dispersionen und Membranen und deren optischen Eigenschaften.

Holger Stark studierte Physik in Stuttgart und arbeitete unter anderem an der renommierten Universität Konstanz als Heisenberg-Stipendiat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Seine wissenschaftlichen Kontakte reichen bis nach Japan und in den Iran, nach Paris und Bordeaux, nach Harvard und Philadelphia, wo er ebenfalls mit einem DFG-Stipendium bereits an der Universität von Pennsylvania forschte.

Sybille Nitsche / Quelle: "TU intern", 2-3/2008

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