Nano-Auto mit Licht-Motor
Die aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff bestehende Struktur ist rund drei Nanometer breit und zwei Nanometer lang. Die Räder werden von ballförmigen Kohlenstoffmolekülen gebildet.
- Jürgen Brück
Nano-Roboter in der Blutbahn? Wild gewordene Assembler, die alles in grauen Schleim verwandeln, mit dem sie in Berührung kommen? Die grellen Visionen der Nanotechnik- Pioniere gelten mittlerweile als Relikte der Science Fiction. Doch vor kurzem vermeldeten Forscher von der Rice University im Fachblatt "Nano Letters" die Herstellung eines nur wenige Millionstel Meter kleinen Autos. Die aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff bestehende Struktur ist rund drei Nanometer breit und zwei Nanometer lang. Die Räder werden von ballförmigen Kohlenstoffmolekülen gebildet. Auf einer Goldoberfläche deponiert, setzt sich das Nano-Auto in Bewegung, sobald die Temperatur der Unterlage über 170 Grad Celsius steigt.
Nun legen die Wissenschaftler um James Tour und Kevin F. Kelly noch einmal nach: Mittlerweile existiert auch ein Modell dieses Miniaturautos, das von einem Motor angetrieben wird. Die Wissenschaftler hoffen, dass man mit Hilfe von elektrischen Feldern angetriebene Nano-Laster künftig vielleicht "zum Transport kleiner Moleküle über Oberflächen" einsetzen kann. Für das Chassis und die Achsen des Miniaturwagens wählten die Forscher eine spezielle Kohlenstoffverbindung, die zur Gruppe der Alkine gehört. Deren Eigenart ist es, dass die Verbindungen zwischen den einzelnen Atomen bereits bei Zimmertemperatur frei rotieren können, ohne dabei an Festigkeit einzubüßen. Damit ließ sich die Drehbarkeit der Räder sicherstellen. Bei den Rädern selber handelt es sich um so genannte "Buckyballs", Hohlkugeln aus 60 Kohlenstoffatomen.
Die Technik, auf der die Rotation des Motors beruht, sieht indes ein wenig anders aus. Zwar besteht auch der Motor aus einer speziellen Kohlenstoffverbindung, doch haben wir es hier mit einem so genannten Alken, das lediglich eine Doppelbindung aufweist, zu tun. Bestrahlt man diese Doppelbindung nun mit Licht -- die Chemiker nennen diesen Vorgang Photoisomerisierung -–, kann man die Methylgruppe auf ihrer einen Seite bei der gleichzeitigen Zufuhr von Wärme zu einer Drehung um 180 Grad veranlassen. Wiederholt man diese Behandlung nun noch einmal, lässt sich die komplette Drehung der einen Seite des Moleküls vervollständigen. Auf diese Weise sind dann natürlich beliebig viele Drehungen des molekularen Motors möglich. Ein solcher Motor wurde nicht nur von einem Team der Rice University entworfen, parallel dazu realisierte eine Gruppe von der Universität in Groningen eine entsprechende Maschine.
