Strompulse aus einer Mikroskopspitze verursachen kontrollierte Drehungen der molekularen Räder.

Molekül mit Allrad-Antrieb

Groningen (Niederlande) - Nur aus wenigen Molekülen besteht das kleinste Allrad-Fahrzeug der Welt. Elektrisch angetrieben kann es kontrolliert einige Millionstel Millimeter über eine extrem saubere Kupfer-Oberfläche gesteuert werden. Mit dieser ausgeklügelten Nanomaschine zeigen Forscher einen neuen Weg auf, um Nanoteilchen gezielt bewegen und anordnen zu können. Über die ersten Fahrversuche dieses Nano-Autos berichten sie in der Zeitschrift "Nature".

"Wenn die vier Motoren alle in die gleiche Richtung drehen, bewegt sich das gesamte Molekül gerade über die Oberfläche", beschreiben Tibor Kudernac von der Universität in Groningen in den Niederlanden und seine Kollegen von der Universität Zürich in der Schweiz ihre Beobachtungen. Aufgebaut ist das Nano-Auto aus einem länglichen organischen Molekül als Chassis. An dieses docken vier weitere Moleküle an, die die Rolle der Räder mit eingebauten Elektromotoren übernahmen. "Betankt" mit kleinen Strompulsen aus der atomfeinen Spitze eines Rastertunnelmikroskops, drehten sich die vier Rad-Moleküle simultan in eine Richtung und bewegten so das gesamt Nano-Auto kontrolliert nach vorne.

Verantwortlich für diese Bewegung sind die zugeführten Elektronen aus der Mikroskopspitze, durch die sich die Rad-Moleküle über winzige Kräfte in jeweils neue Positionen anordnen. Allerdings können sich die bisher genutzten Moleküle nur in eine Richtung drehen, einen Rückwärtsgang hat das Nano-Auto daher nicht.

Diese Entwicklung eines elektrisch angetriebenen Nano-Autos ist keine Spielerei von Nanoforschern. Denn die Methode weist einen neuen Weg auf, um einzelne Moleküle kontrolliert auf einer Oberfläche bewegen und anordnen zu können. Bisher nutzten Wissenschaftler dazu die filigranen Spitzen ihrer Mikroskope, um Nanopartikel ähnlich wie Billiardkugeln über eine Fläche zu schubsen.