Wiegen mit NEMS

Einer der Grundgedanken der Nanotechnik ist stets, technische Konzepte aus der Makrowelt auf atomare Dimensionen zu verkleinern. Dazu gehören auch Sensoren, die die Masse kleinster Stoffmengen bestimmen und diese damit identifizieren können – im Idealfall sogar für einzelne Moleküle oder Atome. Eine solche "Nanowaage" hat jetzt die Gruppe von Alex Zettl an der Universität Berkeley vorgestellt, berichtet das Technologiemagazin Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Die Komponente besteht aus einer Kohlenstoff-Nanoröhre (Nanotube) und kann nach Angaben der Forscher einzelne Goldatome wiegen. Bisher habe man für winzige Massen bei sehr tiefen Temperaturen operieren müssen, um das thermische Rauschen herausfiltern zu können, sagt Zettl. Nun sei dies erstmals bei Zimmertemperatur in Einzelatom-Auflösung gelungen.

Die Nanowaage ist ein typisches Beispiel für das neue Anwendungsgebiet der nanoelektromechanischen Systeme, kurz NEMS. Goldatome hat Zettl dabei zunächst nur als "Proof of Principle" gewählt. Als Nächstes wollen er und seine Kollegen mit dem System auch komplexere Moleküle wie Proteine nachweisen. Langfristig könnte die Nanowaage eingesetzt werden, um winzige Spuren von B-Waffen-Agenzien aufzuspüren oder zur Heimdiagnose an ungefilterten Blutproben.

Micheal Roukes, Nanoforscher und Biophysiker am California Institute of Technology, beurteilt die Arbeit von Zettls Gruppe allerdings skeptisch. Es sei zwar richtig, dass Nanotubes hervorragende Massesensoren seien. Nachdem er die Daten von Zettls Gruppe durchgesehen hat, glaubt er aber, dass die Forscher ihre Messergebnisse nicht korrekt interpretiert hätten. "Sie haben noch nicht die Auflösung erreicht, um einzelne Atome nachzuweisen." Vielmehr habe sich auf den Röhren ein ganzer Haufen von Goldatomen angelagert. Die Tatsache, dass Nanotube-Sensoren bei Zimmertemperatur betrieben werden können, sei jedoch viel versprechend.

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(bsc)