Chemie-Nobelpreis 2016

Auszeichnung für Design molekularer Maschinen

Der Nobelpreis für Chemie geht in diesem Jahr an die drei Wissenschaftler Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart und Bernard L. Feringa. Sie erhalten ihn für die Entwicklung und Herstellung molekularer Maschinen.

Das 4 x 2 Nanometer kleine Molekül-Auto fährt auf seinen elektrisch angetriebenen Rädern über eine Kupferoberfläche.

Molekulare Maschinen basieren auf Molekülen, deren Bewegungen kontrolliert werden können und die dabei wie herkömmliche Maschinen Energie in Arbeit umsetzen. So gelang es Jean-Pierre Sauvage von der Universität Straßburg 1983 , zwei ringförmige Moleküle zu einer Kette zu verbinden. Die beiden „Kettenglieder“ konnten sich in Relation zueinander bewegen. Fraser Stoddart von der Northwestern University, Illinois, synthetisierte Moleküle in Form einer Achse, auf der sich ein drehbares „Rad“ befand. Den ersten molekularen Motor „baute“ Bernard Feringa von der Universität Groningen in den Niederlanden. Er bestand aus einem Rotor, der sich kontinuierlich in eine Richtung drehte.

Der Weg zum molekularen Auto war somit nicht mehr weit: Gemeinsam mit der Empa in der Schweiz entwickelte Feringa 2011 ein winziges Modellauto, dessen Fahrt sich unter dem Rastertunnelmikroskop verfolgen ließ. Das Nano-Auto ist nur 4 x 2 Nanometer groß und damit rund eine Milliarde Mal kleiner als ein gewöhnliches Auto. Es fährt auf vier elektrisch angetriebenen Rädern nahezu geradlinig über eine Kupferoberfläche. Der „Prototyp“ schaffte es 2011 auf die Titelseite des renommierten Wissenschaftsmagazins Nature.
Das kleinste Elektroauto der Welt hat allerdings keine sehr große Reichweite: Es muss nach jeder halben Radumdrehung erneut mit Strom betankt werden. Das geschieht über die Spitze eines Rastertunnelmikroskops.

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Zukünftig sollen molekulare Maschinen die Entwicklung hochempfindlicher Sensoren, neuartiger Energiespeicher und innovativer Materialien ermöglichen.

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