Wer die Bewegungsmuster molekularer Motoren entschlüsselt, ebnet den Weg zu smarten Werkstoffen und Maschinen im Nanoformat.

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Grundlage für intelligente Werkstoffe Molekularen Motor in Zeitlupe entschlüsseln

18.09.2017

Auf dem Weg zu smarten Nanomaschinen: LMU-Chemiker haben eine neue Synthese entwickelt, um die Drehung eines molekularen Motors zu verlangsamen und so seinen Mechanismus genau analysieren zu können.

Ein Forscherteam um Dr. Henry Dube von der Ludwig-Maximilians-Universität München haben eine Methode entwickelt, die Drehung eines molekularen Motors zu verlangsamen. Durch das Verlangsamen können sie nun erstmals seine lichtgetriebene gerichtete Rotationsbewegung genau nachverfolgen.

Der richtige Dreh für den molekularen Motor

Der neue molekulare Schalter basiert auf dem Molekül Hemithioindigo, das eine Kohlenstoff-Doppelbindung hat. Bei Lichteinfluss verändert das Molekül seine Struktur und rotiert um seine Doppelbindung in eine Richtung. Dabei reicht weniger energiereiches Licht aus, als es bei den meisten molekularen Motoren nötig ist, sodass der molekulare Motor aus Dubes Labor flexibler eingesetzt werden kann.

Um die Drehung zu verlangsamen, haben Dube und sein Team nun eine neue Synthese entwickelt, die in fünf Schritten zum Hemithioindigo-Motor führt. Die neue Synthese ermöglicht es, große Reste in die Struktur einzufügen, die zu einer langsameren Drehung führen. So lassen sich alle vier Zwischenprodukte beobachten und damit die gerichtete Drehung des Motors beweisen.

Auf dem Weg zu intelligenten Werkstoffen und Kleinstmaschinen

Die Forschung von Henry Dube dient der Entwicklung molekularer Bauteile für Nanomaschinen in der Größenordnung von Molekülen. Je genauer sich deren Bestandteile im Labor kontrollieren lassen, desto mehr Funktionen können sie ausführen. Die Möglichkeit, die Drehung des Hemithioindigo-Motors zu verlangsamen, macht ihn nun interessant für die Anwendung in der Katalyse oder auch für die Entwicklung von Smart Materials - intelligenten Werkstoffen, die sich gezielt steuern lassen.

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