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News: Expeditionen in die Winzigkeit

Einige Mikroskope sind nicht nur Fenster zu einer für das bloße Auge unsichtbaren Welt - sie erlauben Wissenschaftlern sich sozusagen durch eine Molekularlandschaft zu tasten. Jetzt erweitert ein neuartiges Mikroskop die Möglichkeiten noch zusätzlich. Der Apparat macht es Wissenschaftlern möglich, die sauren oder basischen Eigenschaften von Molekülen zu erkennen.
Die besten kommerziellen atomaren Kraftmikroskope, die es heute gibt, besitzen Spitzen aus Silicium oder Silicium-Nitrid, die die Oberfläche einer Probe abtasten, wie die Nadel eines Plattenspielers, und dabei auch physikalische Strukturen aufzeichnen. Sie sind jedoch nicht in der Lage, Informationen über die chemischen Eigenschaften eines Moleküls zu liefern – zum Beispiel, ob es sauer oder basisch ist. 1994 "funktionalisierte" Charles Lieber, Chemiker an der Harvard University, die Spitze eines atomaren Kraftmikroskops und versah sie mit einer Chemikalie, die von sauren Molekülen elektrisch angezogen wurde. Aber dieses "chemische Kraftmikroskop" war nicht so empfindlich, wie Lieber es sich vorgestellt hatte. Es ließen sich keine einzelnen Moleküle untersuchen.

Dazu benötigte Lieber eine feinere Spitze – die er in den neu entdeckten Kohlenstoff-Nanoröhren fand. Dabei handelt es sich um zusammengerollte Kohlenstoffblätter, die sowohl dünner als auch robuster als eine Silicium-Spitze sind. Lieber stellte eine Spitze aus einer Kohlenstoff-Nanoröhre her und fügte an deren Ende eine Carboxylgruppe an. Mit der neuen Spitze war sein Mikroskop in der Lage, auf atomarer Ebene saure Moleküle von Basen zu unterscheiden.

"Es ist einfach eine wunderbare Studie," sagt Daniel Colbert, Chemiker an der Rice University in Houston, über den in Nature vom 2. Juli 1998 veröffentlichten Artikel. Seiner Meinung nach öffnet die Technik die Möglichkeit einer neuen Art von Chemie auf der Grundlage des Transports einzelner Moleküle an bestimmte Orte.

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