Im Rahmen des HORIZON 2020 Netzwerks NanoTrans forschte Lisa Weiss als Marie Curie Fellow an der Universität Wien unter der Betreuung von Prof. Dr. Christos N. Likos (Universität Wien) und Dr. Arash Nikoubashman (Johannes Gutenberg Universität Mainz). In ihrer Doktorarbeit “Hydrodynamics Meets Topology: Transport of Ring Polymers in Micro- and Nanofluidic devices” entwickelte sie mithilfe von Computersimulationen Strategien um Moleküle zu trennen, die sich nur in ihrer “Form” –Wissenschaftler*innen sprechen hier von Topologie- unterscheiden, jedoch in ihrem chemischen Aufbau absolut identisch sind. Insbesondere fokussierte sie sich in ihrer Arbeit auf Polymere. Polymere sind Molekülketten, die aus sich wiederholenden Bausteinen bestehen, wie beispielsweise DNA, RNA oder Plastik. Diese Molekülketten können eine Vielzahl an Topologien aufweisen, wie beispielsweise eine lineare Kette, ein Ring mit oder ohne Knoten.
Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Topologie von Polymeren auch makroskopische Eigenschaften beeinflusst, wodurch neue funktionale Materialien entwickelt werden können. Jedoch fehlten bisher Trennverfahren, um topologisch reine Polymere zu erhalten und somit die Auswirkungen von Topologie auf Materialeigenschaften im Detail zu verstehen.
Die Herausforderung war, dass Polymere so klein sind, dass man deren Topologie rein visuell nicht unterscheiden kann und alle chemischen Trennverfahren nicht erfolgreich sind, da Aufbau und Anzahl der Bausteine exakt identisch sind.
Lisa Weiss entwickelte in ihrer Doktorarbeit Methoden, um Polymere basierend auf deren Topologie zu trennen. Aufbauend auf Ihrer Analyse der unterschiedlichen, physikalischen Transportmechanismen von linearen, ringförmigen und verknoteten Polymeren in Mikro- und Nanokanälen, entwickelte sie mithilfe von Computersimulationen Ansätze, um verdünnte und halbverdünnte, topologische Polymermischungen zu trennen. Diese Erkenntnisse können nun in der Biologie und in der Entwicklung neuer funktionaler Materialien angewandt werden.
Während ihrer Promotion, teilte sie in ihrer Freizeit mit Begeisterung ihre Faszination für Physik und Naturwissenschaften, beispielsweise durch Vorträge an Schulen, die einen Einblick in ihre Forschung ermöglichten, und Organisation von Workshops in Rahmen der Langen Nacht der Forschung und des Edinburgh Science Festivals.
