Polarisationsdatenspeicherung in Bakteriorhodopsin-Schichten

Die Weitergabe von Wissen, Regeln und Gesetzen in Form von gespeicherten Informationen hat mit einfachen Steintafeln begonnen und sich über Papyrusrollen, dem Buchdruck bis hin zur Verwendung von Computern zur Datenspeicherung entwickelt. Magnetische Festplatten kommen heute bis auf einige Terabits...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Imhof, Martin
Beteiligte: Hampp, Norbert (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2012
Chemie
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Die Weitergabe von Wissen, Regeln und Gesetzen in Form von gespeicherten Informationen hat mit einfachen Steintafeln begonnen und sich über Papyrusrollen, dem Buchdruck bis hin zur Verwendung von Computern zur Datenspeicherung entwickelt. Magnetische Festplatten kommen heute bis auf einige Terabits Speichervolumen. Die optische Informationsspeicherung in Form von CDs (Compact Discs) und DVDs (Digital Verstile Discs) ist weit verbreitet. Die Nummer der Pits and Lands ist limitiert und eine normale CD erlaubt eine Speicherung von bis zu 700 MB. Durch kleinere Laserspots, anderen Wellenlängen zum Auslesen und engere Beschreibung der Datendiscs wurde bei Blue Rays das Datenvolumen bis auf 50 GB erweitert. Auf diesem Wege sind die Grenzen der Datenspeicherung noch nicht ausgereizt. Die optische Datenspeicherung lässt sich in fünf Dimensionen ausweiten, dazu gehören neben der Ortsauflösung in XYZ-Richtung des Speichermediums noch die Auslesewellenlänge für verschiedene Farbstoffe sowie die Polarisationsrichtung des Lichts. Optische Datenspeicherung ist auch mit Bakteriorhodopsin (BR) möglich. Seit der Erforschung des BR in den 70ern wurden bis heute verschiedene technische Anwendungen des Biomoleküles diskutiert. So sind photochrome Sicherheitstinten, die den Protonpumpmechanismus des Proteins nutzen, von Interesse. Ein anderes großes Potential ist die Polarisationsdatenspeicherung. Das Ziel dieser Dissertation ist es, die Veränderungen aufzuzeigen, die bei der Polarisationsdatenspeicherung eintreten, beginnend im molekularen bis hin zum makroskopisch messbaren Effekt. Der für die Datenspeicherung von Fischer und Mastay postulierte Zustand P360 wurde bereits früher schon UV-Vis spektroskopisch untersucht. In dieser Arbeit werden mit CD-Spektroskopie, AFM und SAXS strukturelle Veränderungen auf der mikroskopischen Ebene diesen Zustand nach Bestrahlung mittels Pulslaser aufklären. Ergänzt durch massenspektrometrische Messungen kann die Ursache der Irreversibilität des Schreibvorgangs aufgeklärt werden. Im zweiten Teil werden die externen Einflüsse auf das Datenspeichern aufgezeigt. Der makroskopisch messbare Effekt des Datenspeicherns wird mittels Polarimetrie untersucht. Mit einer mathematischen Beschreibung durch den Stokes-Formalismus wird der Effekt der Polarisationsdatenspeicherung beschrieben. Die Speicherkapazität eines Polarisationsdatenspeichers übersteigt herkömmliche Datenspeicher um ein vielfaches.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2013.0352