Der kleinste Motor der Welt mit umkehrbarer Drehrichtung

Bild: G. Rapenne et G. Vives, CEMES, CNRS/UPS

Einem französisch-amerikanischen Forscherteam vom Zentrum für Materialentwicklung und Strukturstudien (CEMES-CNRS) und der Ohio University (OU) ist es gelungen, einen Motor mit verstellbarer Drehrichtung und einem Durchmesser von nur zwei Nanometern zu entwickeln. Der Molekül-Motor besteht aus drei Komponenten: einem dreifüßigen Stator, einem 5-Blatt-Rotor und einem Ruthenium-Atom, das als Kugelgelenk fungiert und den Stator mit dem Rotor verbindet. Der Motor besteht insgesamt aus nur 200 Atomen.

Den Forschern gelang es, den Rotor Schritt für Schritt in Bewegung zu setzen und seine Drehrichtung zu steuern. Dazu brachten sie den winzigen Motor bei -268,5°C (4,6 °C über dem absoluten Nullpunkt) auf eine Gold-Oberfläche auf und übertrugen mit der Spitze eines Rastertunnelmikroskops Elektronen auf ihn. Dabei diente das Mikroskop gleichzeitig als Energiequelle und als Beobachtungsgerät. Die Drehrichtung wird von dem Rotorblatt bestimmt, auf das die Spitze des Mikroskops gerichtet wurde.

Als nächstes wollen die Forscher die Leistung des Motors messen. Dazu benötigen sie winzige Zahnräder, die sie mit dem Motor koppeln können.

Langfristig könnten sich die Wissenschaftler den Einsatz solcher Motoren in Nanorobotern oder Nanofahrzeugen vorstellen.

Quelle: Wissenschaftliche Abteilung, Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland (idw)