Grazer Forscher bringt Nanomaschine in Fahrt

Für ihre Arbeit zu winzigen molekularen Maschinen bekommen drei Forscher heuer den Chemienobelpreis. Ein Grazer Chemiker berichtet nun von einem wichtigen Fortschritt: Nanomaschinen, die sich per Laserlicht gezielt auf einer Oberfläche bewegen lassen.

Leonhard Grill, Leiter der Arbeitsgruppe „Single-Molecule Chemistry“ an der Universität Graz, hat mit Partnern der Rice University in Houston (Texas/USA) eine nur zwei Millionstel Millimeter große Maschine entwickelt - mit eingebautem Molekülmotor.

„Wir wollten nachweisen, dass es tatsächlich der Motor ist, der das Molekül bewegt“, schilderte Grill. Und das ist alles andere als einfach, sondern „experimentell unglaublich schwierig“, umriss der Forscher. Diese Herausforderung hat das österreichisch-amerikanische Team nun geschafft, wie sie in einer aktuellen Studie berichten.

Nanomaschinen (weiß) auf einer Kupferoberfläche (grau), aufgenommen bei minus 267 Grad Celsius mit einem Rastertunnelmikroskop, plus Modell der Molekülmaschine (gelb)

Uni Graz/Grill

Nanomaschine (weiß) auf einer Kupferoberfläche (grau), aufgenommen bei minus 267 Grad Celsius mit einem Rastertunnelmikroskop, plus Modell der Molekülmaschine (gelb)

Noch keine gezielten Bewegungen

Die Forscher haben in den Experimenten die Position einzelner Moleküle bei sehr niedriger Temperatur auf einer Kupferoberfläche vor und nach der Bestrahlung mit Laserlicht untersucht. Innerhalb von 60 Minuten legten die Nanomaschinen Distanzen von rund 20 Nanometern zurück.

Bei unterschiedlichen Wellenlängen wurden Änderungen des makroskopischen Effekts beobachtet: „Die Wellenlänge von 355 Nanometer hat sich als die für die Chemie des Motors beste Wellenlänge erwiesen“, sagte Grill. Und als die Motoreinheit aus den Molekülen entfernt wurde, fand gar keine Bewegung mehr statt. Dass sich die Moleküle nur in eine Richtung bewegen, habe sich allerdings noch nicht zwingend nachweisen lassen: „Nach unseren Erkenntnissen gibt es eine Präferenz für eine bevorzugte Ausrichtung“, schränkte Grill noch ein.

Ein Fernziel der Grazer Forscher ist es unter anderem, verschiedene molekulare Motoren, die in eine Nanomaschine eingesetzt werden, mit unterschiedlichen Wellenlängen anzusteuern und damit zu gezielter Bewegung zu veranlassen.

science.ORF.at/APA

Mehr zu dem Thema: