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Nanotechnologie Nanorotoren setzen sich selbst zusammen

| Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Wissenschaftlern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, stabförmige Moleküle dazu zu bringen, sich selbst zu nur wenige Nanometer großen Rotoren zusammen zu setzen. Die winzigen Systeme dienen der Untersuchung der Kräfte, denen Moleküle auf Oberflächen und in Käfigen ausgesetzt sind. Lesen Sie hier, wie diese Selbstorganisation funktioniert.

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Stäbchenförmige Moleküle, eingeschlossen in einer Wabenstruktur, setzen sich selbst zu Nanorotoren zusammen. Angetrieben von Wärmeenergie rotieren sie in ihren Zellen.
Stäbchenförmige Moleküle, eingeschlossen in einer Wabenstruktur, setzen sich selbst zu Nanorotoren zusammen. Angetrieben von Wärmeenergie rotieren sie in ihren Zellen.
( Bild: Dirk Kühne, TUM )

München – In der Nanowelt ist vieles anders. Die Wissenschaft steht erst am Anfang, ihre Gesetzmäßigkeiten zu erforschen und nutzbar zu machen. Einem Team um Professor Johannes Barth aus dem Physik-Department der TU München ist es nun gelungen, stabförmige Moleküle so in einem zweidimensionalen Netzwerk einzuschließen, dass sie von selbst kleine Rotoren bilden, die sich in ihren Honigwaben-artigen Käfigen drehen. Vorbild für solche, sich selbst organisierenden Systeme ist die Natur. Proteine bringen Reaktionspartner so in engste räumliche Nähe, dass Reaktionen ablaufen, die ohne die Zusammenführung nicht möglich wären. Auch der Mensch nutzt solche Effekte, indem er Katalysatoren entwickelt, an deren Oberfläche Reaktionspartner zusammenfinden. Doch der große Traum, Selbstorganisationseffekte so zu nutzen, dass sich Nanomaschinen ganz von alleine zusammenbauen, steht noch in weiter Ferne.

Selbstorganisation von Molekülen

Die in Garching entwickelten Rotoren sind ein erfolgreicher Schritt in diese Richtung, heißt es in einer Pressemitteilung. Zunächst bauten die Physiker ein riesiges Nanonetzwerk auf, indem sie Kobalt-Atome und ein stäbchenförmiges Molekül namens Sexiphenyl-Dicarbonitril auf einer Silberoberfläche miteinander reagieren ließen. Dabei entsteht ein riesiges Honigwaben-artiges Netzwerk, das eine erstaunlich hohe Stabilität besitzt. Ähnlich dem Graphen, dessen Entdecker vor wenigen Wochen den Nobelpreis erhielten, ist dieses Netzwerk nur exakt eine Atomlage dick.

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