6.1.2005, 13:28 Uhr
Mikro-U-Boote mit Richtungssinn
Winzige metallische "U-Boote" haben amerikanische Chemiker entwickelt. Ähnlich zellulären Motoren, nutzen die kaum einen Tausendstel Millimeter schlanken Stäbchen die Energie einer chemischen Reaktion, um Fahrt aufzunehmen. Den Kurs halten sie dank eines magnetischen Ruders.
Maschinen benötigen Motoren, unabhängig von ihrer Größe. Als Antriebe im Maßstab von Mikro- oder sogar Nanometern sind begeißelte Bakterien, Muskelproteine und zelluläre "Turbinen" vorgeschlagen und getestet worden. Ayusman Sen von der Pennsylvania State University, University Park, und seine Gruppe bevorzugen dagegen einen eleganten metallischen Antrieb.
Bild: Kline et al./Angewandte Chemie
Die Chemiker stellen 0,4 Mikrometer weite und 1,5 Mikrometer lange Metallstäbchen her, deren Enden aus Gold bzw. Platin bestehen. In einer Lösung mit Wasserstoffperoxid katalysiert das Platin den Zerfall des Peroxids. Dabei entsteht Sauerstoff, der die Grenzflächenspannung zwischen Metallstäbchen und Lösung reduziert. Als Folge zieht es das Stäbchen mit einer Geschwindigkeit von einigen Mikrometern pro Sekunde durch die Lösung - das fortwährend Sauerstoff produzierende Platinende immer voran.
Lenkbar wird diese Bewegung mit einem Ruder aus zwei Nickelstreifen zwischen Gold- und Platinende, berichten die Forscher im Fachblatt "Angewandte Chemie". Lediglich 0,1 Mikrometer weit, können die Streifen quer zur Längsachse der Stäbchen magnetisiert werden. Daher bewegen sich die Miniatur-U-Boote in einem Magnetfeld stets im rechten Winkel zu den Feldlinien, sodass durch entsprechende Veränderung des Magnetfelds selbst verschlungene Fahrtrouten machbar sind.
Forschung: Timothy R. Kline, Walter F. Paxton, Thomas E. Mallouk und Ayusman Sen, Department of Chemistry, Pennsylvania State University, University Park
Veröffentlicht in Angewandte Chemie, Vol. 116, pp 2-4
WWW:
Ayusman Sen Group
Biologische Nanomaschinen
Foresight Institute
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