29. Aug 2005 11:22
In Flüssigkeiten sind die Moleküle in ständiger Bewegung. Wissenschaftler können dem chaotischen Bewegungsdrang jetzt eine Richtung geben.
«Dies ist das erste Mal, dass molekulare Bewegungen zum Transport eines größeren Objekts genutzt werden können», sagte David Leigh dem Onlinedienst des Magazins «New Scientist». Ein Team um den britischen Chemiker von der University of Edinburgh hat ein Beschichtung hergestellt, die ihre Eigenschaften ändert, wenn sie mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.Die Beschichtung besteht aus Kohlenwasserstoffketten, um die ein Ring organischer Moleküle liegt. Der Ring ist nicht fest an die Kohlenwasserstoffketten gebunden, sondern lagert sich nur an. Dabei kann er sich die Kohlenstoffkette hinauf und hinunter bewegen. Treibende Kraft ist die von der Temperatur abhängige Brownsche Molekularbewegung. Sie verhindert, dass die Teilchen in einer Position verharren.
Das Team um Leigh stattete die Kohlenwasserstoffketten jedoch mit zwei Gliedern aus, an die sich der Ring unter bestimmten Bedingungen bevorzugt anlagert. Ohne UV-Licht war das das eine Ende der Kette, mit UV-Licht das andere. Bestrahlten die Forscher die Oberfläche mit UV-Licht konnten sie eine gerichtete Bewegung der Ringmoleküle vom einen zum anderen Ende der Kohlenwasserstoffketten herbeiführen.
Auf diese Weise konnten sie Flüssigkeitstropfen wandern lassen. Die Bewegung der Ringmoleküle veränderte die Benetzbarkeit der Oberfläche, berichten die Forscher in der aktuellen Ausgabe des Magazins «Nature Materials». Mithilfe dieses Effekts konnten die Wissenschaftler die Tropfen sogar eine 26-prozentige Steigung erklimmen lassen.Die Methode könnte eingesetzt werden um Flüssigkeiten auf einem Analyse-Chip hin und her zu bewegen. Chemische Reaktionen der Flüssigkeit könnten ohne Versuchsgefäße herbeigeführt werden, sagt Leigh. Der Forscher sieht noch weitere Anwendungen für die molekularen Maschinen. So könnten Beschichtungen, die auf Knopfdruck die Farbe wechseln, oder abschaltbare Kleber erzeugt werden. «Die Natur nützt molekulare Motoren für fast alles, wir fast noch gar nicht», sagte der Chemiker dem «New Scientist».
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