Grill hatte erst vor wenigen Monaten mit der Verwirklichung des weltweit ersten Nano-Rades für Aufsehen gesorgt. Dabei ließ er ein 0,8 Nanometer (ein Nanometer ist der Millionste Teil eines Millimeters) kleines Rädchen aus wenigen Atomen über eine Kupfer-Oberfläche rollen.
Porphyrin mit Beinchen
Für die neuen Experimente hatte sich der Wissenschafter den Aufbau einer molekularen Architektur auf einer Trägerschicht aus Gold vorgenommen. "Der Kern der molekularen Strukturen bestand aus Porphyrin, einer organischen Verbindung", erklärte der Wissenschafter. Gleichsam als Beinchen erhielt das Grundgerüst seitlich Benzol-Ringe angehängt, und daran haften wiederum Brom-Atome.
Wenn man das Ganze gezielt erwärmt, spaltet sich das Brom wie an einer Soll-Bruchstelle ab. Dadurch werden die Beinchen gleichsam aktiviert und chemisch reaktiv. In Folge können die Forscher andere Moleküle anhängen, es ergibt sich eine chemisch sehr stabile, sogenannte kovalente Bindung.
Abspaltung eines einzelnen Atoms
Durch gezieltes Design verschiedener molekularer Bausteine konnten die Wissenschafter zeigen, wie sich die Form der erzeugten Strukturen exakt einstellen lässt. Mittels des Rastertunnelmikroskops lassen sich sogar einzelne Brom-Atome durch Energiezufuhr abspalten, dann binden sich nur an die entsprechend aktivierten Beinchen andere Atome.
Langfristiges Ziel der Grundlagen-Arbeiten ist der Aufbau von Nano-Schaltkreisen. Die Voraussetzung für einen Ladungstransport, also die Leitung von elektrischem Strom, ist durch die im Experiment erzeugten, kovalenten chemischen Bindungen jedenfalls gegeben, so Grill.