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Mit Molekülen schalten

25.03.2014 - (idw) Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Die Natur verarbeitet Informationen durch chemische Reaktionen. Nur wenn bestimmte Bedingungen herrschen, kommt die Reaktion in Gang. Verbindet man Sensoren, die Signale aus diesen chemischen Prozessen erkennen, mit logischen Schaltern, entsteht so eine molekulare Datenverarbeitung für die klinische Diagnostik. Wo Forscher nach diesem Prinzip mit Molekülen Informationen verarbeiten, steht in den Nachrichten aus der Chemie. Grundlegende logische Prinzipien erlernen wir alle zusammen mit der Sprache. Dabei ist Logik vor allem eng mit Mathematik und Philosophie verknüpft. Erstmals hat George Boole im Jahr 1847 die Logik mathematisch in Formeln ausgedrückt. Die molekulare Logik verbindet elementare Begriffe aus der Booleschen Logik, etwa die Funktion AND, mit chemischen Prozessen.
Die logische Funktion AND kann man sich wie einen mechanischen Schalter vorstellen. Nur wenn zwei Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind und somit die Funktion AND gilt, lässt sich der Schalter umlegen. Im Fall der molekularen Logik mit einem chemischen Schaltkreis führt nur die gleichzeitige Anwesenheit von zwei bestimmten chemischen Stoffen zu einer chemischen Reaktion. Ideal sind dabei Reaktionen, die einen messbaren Lichtimpuls erzeugen.
Die Chemiker Alexander Schiller und Uwe Pischel berichten in den Nachrichten aus der Chemie, welche komplizierten Schaltungen mit chemischen Molekülen bereits gelungen sind und welche Anwendungen diese für Rechenoperationen, klinische Diagnostik und Therapie sowie intelligente Materialien bieten.
Die PDF-Datei des Beitrags gibt es bei der Redaktion der Nachrichten aus der Chemie unter nachrichten@gdch.de.

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