Nobelpreis für faszinierende Mini-Maschinen

Drei Chemiker haben – von der Biologie inspiriert – Nano-Maschinen entwickelt.

Der Roboter bewegt sich langsam, lädt mit seinem Greifarm ein Bauteil auf, verbindet es mit einem anderen, wiederholt das Ganze. Alles nach einem präzisen Plan. Das könnte eine Szene aus einer Hightech-Fabrik sein – wäre da nicht das Fließband, das nur einige Nano- meter lang ist. Die Bauteile sind Aminosäuren, das Produkt ist ein kleines Peptid, und der Roboter ist eine molekulare Maschine.

Forscher haben in den vergangenen 25 Jahren biologische Moleküle der Zellen nachgeahmt und eine beeindruckende Zahl von Schaltern, Motoren, Aufzügen, Mini-Autos, Fließbändern und Propellern entworfen. „Inzwischen wurden 50 oder 60 verschiedene Motoren entwickelt“, sagte der Chemiker Bernard Feringa im Vorjahr im Wissenschaftsmagazin Nature. Jetzt ist er gemeinsam mit den Molekülfor- MOLEKULARER SCHALTER schern Jean-Pierre Sauvage und James Fraser Stoddart dafür mit dem Chemie-Nobelpreis geehrt worden.

Zarter als Haare

„Sie haben Moleküle entwickelt, deren Bewegungen man kontrollieren kann“, begründete die Nobeljury. Die künstlichen molekularen Maschinen seien über tau- send Mal kleiner als der Durchmesser eines Haares.

Den ersten Schritt machte der Franzose Sauvage 1983: Er baute aus Atomen zwei Ringe, die wie Kettenglieder zusammenhängen.

Viele der heutigen molekularen Maschinen gehen aber auf ein Molekülsystem zurück, das von Stoddart entworfen wurde. Sein Schalter NANOAUTO könnte eines Tages in Sensoren eingesetzt werden, die auf Hitze, Licht oder Chemikalien reagieren. Denkbar wäre auch, dass sich die Klappe eines Nanocontainers öffnet, um ein Medikament in der richtigen Dosis, zur richtigen Zeit und am richtigen Ort im Körper eines Menschen freizusetzen. Das bestätigt Nuno Maulide, Chemiker an der Uni Wien, der es gut findet, dass das Nobelpreis-Komitee dieses Jahr Grundlagenforschung auszeichnet.

So richtig in Schuss kam die Nanomaschinen-Forschung 1999, als Bernard Feringa den ersten synthetischen, molekularen Motor baute. Er bestand aus einem einzigen Molekül, das durch einen Lichtstrahl gesteuert wurde.