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News: Heiße Nanopropeller

Moleküle sind unverbesserliche Zappler. Im gasförmigen Zustand speichern sie Wärmeenergie, indem sie hin und her vibrieren, in festen Phasen schwingen sie relativ zu ihren Nachbarn. Und noch eine weitere Art der Wärmebewegung haben Wissenschaftler jetzt gefunden: Einige Moleküle rotieren wie Propeller mit mehreren Millionen Umdrehungen pro Sekunde.
Ihre Entdeckung verdanken die winzigen Propeller dem Zufall. Eigentlich wollten die Wissenschaftler des IBM Forschungslaboratoriums in Zürich zusammen mit Forschern an mehreren europäischen Universitäten neue Methoden finden, um Daten zu speichern. Zu diesem Zweck überzogen sie eine Kupferoberfläche mit einer dünnen Schicht propellerartiger Moleküle. Jede dieser komplexen organischen Verbindungen war nur zwei Nanometer groß. Mit der Spitze eines Rastertunnelmikroskops sollten einzelne Moleküle gezielt flachgedrückt werden.

Doch beim Versuch, eine nur ein Molekül dicke Schicht zu produzieren, entstanden Löcher, durch welche das Kupfer zu sehen war. Während normalerweise nur die dreiarmigen Propeller mit dem Rastertunnelmikroskop zu erkennen waren, erschienen in diesen Freiflächen scheinbar ringförmige Moleküle, berichtet Jim Gimzewski von IBM. Die Wissenschaftler vermuteten, daß es sich dabei um die verwischten Abbilder der schnell drehenden Propeller handelt. Sie vermochten diese Vermutung zu bestätigen, indem sie einzelne Moleküle beobachteten, die gerade zu rotieren begannen und stoppten, sobald sie mit anderen Molekülen zusammenstießen (Science vom 24. Juli 1998).

Auch wenn die kleinen Derwische so bald nicht in winzigen Motoren oder Geräten zu finden sein werden, ermöglichen sie Grundlagenforschern schon jetzt wertvolle Einsichten in die Mechanik molekularer Lager.

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