Mit Lichtkraft: Winziger Motor dreht zehntausendfach größere Objekte

Winzig, aber kraftvoll ist ein Molekül, das sich mit Hilfe von Licht und Wärme antreiben lässt und Objekte dreht, die bis 10.000-mal größer sind. Niederländische Forscher brachten diesen Nano-Motor in mehreren Schritten zu kompletten Drehungen.

Groningen/Eindhoven (Niederlande) - Das hantelförmige Molekül, eingebettet in einen Flüssigkristallfilm, verdreht sich auf Bestrahlung oder Erwärmung entlang seiner Achse und verändert die Oberflächenstruktur des Films. Damit bewegte das Team mit dem nanometergroßen "Motor" ein aufgelegtes Glasstäbchen in Mikrometergröße.

"Nanomaschinen der Zukunft werden Motoren in Molekülgröße brauchen, die Arbeit verrichten und gemeinsam kontrollierte Bewegungen sehr viel größerer Objekte bewirken können", schreiben die Forscher um Ben L. Feringa, Professor für Organische Chemie an der Universität Groningen, im Fachblatt "Nature". Gemeinsam mit Kollegen der Technischen Universität Eindhoven und der Forschungsabteilung des Philips-Konzerns wählte Beringa ein Molekül mit zentraler Kohlenstoff-Doppelbindung (C=C), die als Achse fungiert. In den Flüssigkristallfilm eingebettet, fungiert der untere Molekülteil als Stator, der obere als Rotor des Motors. Bestrahlt mit Licht einer Wellenlänge von 365 Nanometern, wechselt die Verdrehung des Moleküls von rechtshändig zu linkshändig. Ohne Licht kehrt es zum Urzustand zurück, ebenso wie bei Erwärmung.

Mit einer Kombination von zwei photochemischen und einem thermischen Schritt erreichten die Forscher Umdrehungen von 360 Grad. Sie betonen, dass die Bewegung der aufgelegten Glasstäbchen aus der Zusammenarbeit mehrerer Moleküle resultierte. Während der Beleuchtung rotierten sie mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 0,67 Umdrehungen pro Minute und während der Erwärmung von 0,22 Umdrehungen pro Minute.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/technik/news/2006/mit-lichtkraft-winziger-motor-dreht-zehntausendfach-groessere-objekte/