Nanomotor treibt Zinnatome an

Livemore/CA - Physikern vom Sandia National Labor im kalifornischen Livermore ist die erste direkte Beobachtung eines chemisch angetriebenen Nanomotors gelungen, der nur noch aus einigen Tausend Atomen besteht. Mit einem hochauflösendem Rastertunnnelmikroskop sahen sie, wie sich winzige Inseln aus Zinn, bestehend aus maximal 100.000 Atomen auf einer hochreinen Kupferoberfläche bei Raumtemperatur bewegten. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Science" . Zuerst erinnerte die scheinbar ungeordnete Bewegung an einen Wassertropfen, der auf einer heißen Herdplatte hin und her tanzt. Die Energie bezogen die Zinninseln aus der Bildung einer dünnen Schicht Bronze, einer Legierung aus Zinn und Kupfer. Dabei verbinden sich die Zinnatome mit dem Kupfer und setzen bei dieser so genannten exothermen Reaktion Energie frei. Die Zinn-Inseln verbrauchten darauf diese Energie, um sich spontan entlang der Oberfläche zu bewegen. Zielgerichtet Sogar die Richtung der Bewegung war dabei nicht dem Zufall überlassen. Die energetisch günstigste Bewegung erfolgte in den Bereichen auf der Kupferoberfläche, in denen noch keine Spuren von Zinn zu finden waren. Lagert man nun gezielt Zinn auf der Oberfläche ab, lässt sich die Bewegung sogar bewusst steuern. Die winzige Insel meidet exakt die Regionen, in denen sich bereits Zinn abgesetzt hat und wandert in noch unbeschichtete Bereiche.Dieses Experiment kann als die erste Beobachtung eines laufenden Nanomotors bezeichnet werden", meint Flemming Besenbacher, Physiker an der dänischen Universiät Aarhus. Die innovative Nutzung von chemischer Energie als Antriebsquelle eröffnet viele Möglichkeiten für den Bau von Pumpen, Schaltern oder mechanischen Manipulatoren im atomaren Maßstab. Auch die Leistungbilanz kann sich dabei sehen lassen. Verglichen mit einem 1.000 Kilogramm schweren Auto, das mit einer 100 PS Maschine angetrieben wird, ist die relative Leistung dieses Nanomotors nach Schätzungen von Besenbacher sogar dreimal größer. (pte)