Vom Licht getrieben: Erstes Nano-Auto mit eingebautem Motor

Ein Jahr ist es alt, das erste "Fahrzeug", das aus nur einem einzigen Molekül besteht. Jetzt haben texanische Forscher diesem Nano-Auto einen Motor eingebaut: Fällt Licht darauf, so dreht er sich und treibt das Nano-Fahrzeug vorwärts.

Nanoauto
Nanoauto

Houston (USA) - Bei nur drei mal vier Nanometern Größe passen rund 20.000 dieser Winzig-Autos nebeneinander auf die Breite eines menschlichen Haars. "Nano-Autos und andere synthetische Transporter könnten sich als passende Alternative erweisen, wo biologische Methoden unpraktisch sind", erklärt James M. Tour, Professor für Chemie, Ingenieurwesen und Computerwissenschaften an der Rice University. "Wir wollen Dinge von Grund auf konstruieren, Molekül für Molekül, ebenso wie biologische Zellen Enzyme benutzen, um Proteine und andere Supermoleküle zusammenzufügen".

Sein Team hatte das einmolekulare Fahrzeug aufgegriffen, das Ben L. Feringa von der niederländischen Universität Groningen im Oktober 2005 unter großer Aufmerksamkeit präsentiert hatte. Tours Team veränderte das ursprüngliche Nano-Auto geringfügig, um den Motor innerhalb des Fahrgestells einpassen zu können. Auch die "Reifen" mussten ersetzt werden, weil sie dem Motor zu viel Energie nahmen.

Nun besteht das Nano-Auto aus einem steifen Fahrgestell - ein so genanntes Oligo(Phenylen-Ethynylen)-Molekül - und vier Alkin-Achsen, die sich frei und unabhängig voneinander bewegen können. Anstelle der ursprünglichen "Reifen" aus Buckyballs oder Fullerenen, reinem Kohlenstoff also, tragen die Achsen nun vier kugelförmige p-Carboran-Moleküle aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Bor. Die Forscher berichten im Fachblatt "Organic Letters".

Der "Motor" des Gefährts hat die Form einer Wassermühle mit vier Paddeln. Wird es von Licht der Wellenlänge 365 Nanometer beschienen, so dreht es sich in eine Richtung um seine Achse und treibt -- da es dabei den Untergrund berührt -- das anhängende Nano-Auto vorwärts. Die ersten erfolgreichen Versuche liefen nicht auf trockener "Straße", sondern in einem Toluol-Bad. Derzeit testet das Team, ob sich das Mini-Fahrzeug ebenso problemlos auf einer flachen, trockenen Oberfläche steuern lässt.