Nanotechnik: Ein drehbares Rad aus einem Molekül
Eine deutsch-französische Arbeitsgruppe hat aus einem einzigen Molekül ein drehbares Doppelrad konstruiert. Das Gebilde ließ sich auf einer Kupfer-Oberfläche rollen.
Die besondere Struktur der "Rollbahn" – ein Kupfer(110)-Kristall – zeigte, dass sich das Molekül tatsächlich drehte. Denn die im Kristall angeordneten Kupfer-Atome ließen nur eine Rollrichtung zu. Bewegungen senkrecht zu dieser Vorzugsrichtung resultierten dagegen in einer zackenförmigen Messkurve des Rastertunnelmikroskops – das Rad schien demnach eher über die Oberfläche von einem Kupfer-Atom zum nächsten zu hüpfen, statt zu rollen. Nur bei richtiger Antriebsrichtung ergab sich eine kontinuierliche Messkurve. (aj)
Als Grundlage des molekularen Rads wählten die Forscher um Leonhard Grill von der Freien Universität Berlin das organische Molekül C44H24: Über eine "Achse" aus Kohlenstoff-Atomen sind hierbei zwei "Räder" aus Kohlenwasserstoff-Ringen verbunden, die wie jeweils drei "Speichen" von der Achse abstehen. Über die Spitze eines Rastertunnelmikroskops konnten die Forscher ihr Rad anstoßen und bewegen.
Die besondere Struktur der "Rollbahn" – ein Kupfer(110)-Kristall – zeigte, dass sich das Molekül tatsächlich drehte. Denn die im Kristall angeordneten Kupfer-Atome ließen nur eine Rollrichtung zu. Bewegungen senkrecht zu dieser Vorzugsrichtung resultierten dagegen in einer zackenförmigen Messkurve des Rastertunnelmikroskops – das Rad schien demnach eher über die Oberfläche von einem Kupfer-Atom zum nächsten zu hüpfen, statt zu rollen. Nur bei richtiger Antriebsrichtung ergab sich eine kontinuierliche Messkurve. (aj)
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