Schon lange kennen Chemiker die beiden Moleküle des Azobenzols, die sich lediglich in der räumlichen Anordnung ihrer zwei Phenylgruppen unterscheiden. Das eine Mal sind diese beiden charakteristischen Gruppen zu einer Seite des Moleküls abgeklappt, man spricht hier auch von der cis-Form; das andere Mal weisen die Anhängsel auf unterschiedliche Seiten des Moleküls – die trans-Form. Dabei ist die gebogene cis-Struktur etwas kürzer als die langgestreckte trans-Form, in der das stabile Azobenzols vor allem vorliegt.

Die beiden Formen lassen sich aber unter dem Einfluss geeigneter Lichtwellenlängen ineinander überführen. Doch ob das auch gezielt mit einem einzelnen Molekül gelingt, das war bislang unbekannt. Und so stellte Thorsten Hugel mit seinen Kollegen von der Ludwig-Maximilians-Universität München und des Max-Planck-Instituts für Biochemie in Martinsried einzelne Polymerstränge aus dem Azobenzol her. Diese Molekülketten, die zunächst in der cis-Geometrie vorlagen, hängten sie an den Biegebalken eines Rasterkraftmikroskops, um so zum einen die Längenänderung des Moleküls und zum anderen die Kraft, die dabei wirkt, zu messen.

Die Forscher bestrahlten das Molekül zunächst mit sichtbarem violetten Licht. Dabei bemerkten sie, wie es sich in die gestreckte trans-Form umgruppierte, also länger wurde – und zwar um 1,4 Nanometer. Bestrahlten die Wissenschaftler die Molekülkette hingegen mit ultraviolettem Licht, so schrumpfte sie wieder. Wie sich herausstellte, konnte die Molekülkette eine Kraft von bis zu 500 Pikonewton entfalten und so Arbeit verrichten. Allerdings ließ die Stabilität des Moleküls schnell nach, wenn es länger unter Spannung gehalten wurde. Der Prozess ließ sich einige Male wiederholen, bis das Molekül schließlich brach.

Es ist also durchaus vorstellbar, dass selbst solche einzelnen Moleküle in Zukunft ihren Dienst in winzigen, molekularen Maschinen verrichten, die sich dann allein mit der Energie des Lichts betreiben lassen.