Nobelpreis für Chemie geht an Entwickler molekularer Maschinen

Publiziert: 05.10.16, 12:36

Der Franzose Jean-Pierre Sauvage, der Brite Sir J. Fraser Stoddart und der Niederländer Bernard L. Feringa erhalten den diesjährigen Chemie-Nobelpreis. Sie entwarfen und produzierten die kleinsten Maschinen der Welt aus Molekülen.

Die Preisträger haben Moleküle entwickelt, deren Bewegungen sich kontrollieren lassen, teilte die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Mittwoch in Stockholm mit. Damit erzeugten sie die kleinsten Maschinen der Welt und katapultierten die Chemie in eine neue Dimension.

Die Entwicklung von Computern zeige, wie die Miniaturisierung von Technologie eine Revolution auslösen könne, hiess es weiter. Die drei Preisträger miniaturisierten Maschinen, was dereinst zu neuen Materialien, Sensoren und Energiespeichersystemen führen könnte.

Jean-Pierre Sauvage, heute an der Univetsität Strassburg tätig, schaffte 1983 den ersten Schritt hin zu molekularen Maschinen. Er verband zwei ringförmige Moleküle miteinander wie die Ringe einer Kette. Solche Strukturen mit zwei oder mehr verknüpften Ringen bezeichnet man in der Chemie als Catenane.

Verbindung für bewegliche Teile

Statt einer relativ starren chemischen Verbindung schuf Sauvage somit eine freier bewegliche mechanische Verbindung. Eine wichtige Voraussetzung für molekulare Maschinen, deren Teile sich relativ zueinander bewegen können müssen, um eine Aufgabe zu erfüllen.

Der zweite Meilenstein geht auf Fraser Stoddart von der amerikanischen Northwestern University zurück. Er stülpte einen molekularen Ring über eine dünne molekulare Achse und zeigte, dass sich der Ring entlang der Achse bewegen kann. Damit schuf er als erster ein sogenanntes Rotaxan. Aufbauend auf diesem erzeugte er im Laufe der Zeit einen molekularen Lift, einen künstlichen Muskel und einen Molekül-basierten Computerchip.

Molekularer Motor und Nanoauto

Den dritten wichtigen Schritt schaffte Bernard Feringa von der Universität Groningen, der als erster einen molekularen Motor entwickelte. 1999 brachte er ein molekulares Motorblatt dazu, sich kontinuierlich in die gleiche Richtung zu drehen. Er entwarf sogar ein Nanoauto und nutzte molekulare Motoren, um einen Glaszylinder zu drehen, der 10'000 mal grösser war als die Maschinchen.

Noch sei der molekulare Motor im Entwicklungsstadium wie der elektrische Motor im Jahr 1830, als Wissenschaftler erste sich drehende Kurbeln und Räder zeigten - ohne zu wissen, dass sie dereinst zu Waschmaschinen und Ventilatoren führen würden, schrieb die Akademie. Für die wichtigen zu einer möglichen neuen technologischen Revolution durch miniaturisierte Maschinen werden die drei Forscher mit dem diesjährigen Chemie-Nobelpreis geehrt.

Der mit umgerechnet rund 900'000 Franken dotierte Preis wird am 10. Dezember verliehen, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel. (sda)

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