Ein internationales Forscherteam um den Chemiker Ben Feringa von der Universität Groningen hat ein Molekül entworfen, das sich elektrisch angetrieben über eine Oberfläche fortbewegt. An den vier Ecken des Moleküls befinden sich spezielle chemische Gruppen, die in eine Richtung rotieren, sobald mit der Spitze eines Rastertunnelmikroskops eine Spannung an das Molekül angelegt wird. Auf diese Weise bewegt sich das Gefährt wie auf vier Rädern rollend über die Oberfläche.

Die "Räder" bestehen aus Fluorenyl-Gruppen, die über eine Doppelbindung an den Hauptkörper des Moleküls gekoppelt sind. Allerdings sind sie durch raumfüllende Kohlenwasserstoffketten aus ihrer idealen Position gedrängt und gegenüber ihrer normalen Lage verdreht. Diese Verdrillung kann im oder gegen den Uhrzeigersinn stattfinden. Asymmetrien im restlichen Molekül allerdings bewirken, dass eine der beiden Positionierungen stabiler ist als die andere. In dieser Startposition bewirkt ein elektrischer Puls aus der Spitze des Rastertunnelmikroskop, dass sich die Doppelbindung für einen Moment löst und der gesamte Molekülteil um eine halbe Umdrehung rotiert. Das kann es wegen der raumfüllenden Kohlenwasserstoffkette nur in eine Richtung.

Nach dieser Drehung befindet sich die Fluorenyl-Gruppe wieder in der verdrillten Position – diesmal jedoch in der energiereicheren Lage. Thermische Bewegungen im Molekül führen nun dazu, dass sich die Verdrillung umkehrt, und das Molekül wieder in die Startposition zurückkehrt.

Mit jeder dieser Drehungen, fanden die Forscher heraus, bewegt sich das gesamte Molekül um etwa 0,6 Nanometer voran. Es gelang ihnen, das Gefährt mit einer Folge von zehn Stromstößen sechs Nanometer geradeaus in eine Richtung fahren zu lassen. Nach Angaben der Forscher ist es das erste künstliche Molekül, das sich in dieser Weise aktiv fortbewegt. (lf)