Verfahren zum Aufbau von Nanobauteilen entwickelt
Moleküle lagern sich zu Nanoröhren zusammen

Forscher von der Purdue University hat eine Methode entwickelt, bei der sich Nanoröhren selbst arrangieren, leicht manipulierbar sind und mit spezifischen chemischen Eigenschaften ausgestattet werden können. Das Molekül in der Größe eines Tausendstels eines Sandkorns könnte als Gerüst für maßgeschneiderte molekulare Drähte und Komponenten in nanogroßen elektronischen Geräten eingesetzt werden.

DÜSSELDORF.

Es gibt zwei unterschiedliche Weg, um Nanobauteile herzustellen: Zum einen durch die weitere Miniaturisierung derzeitiger Mikrosysteme oder durch den selbst organisierenden Aufbau von Materie, wie er aus der Biologie bekannt ist. Fenniri arbeitet nach der letztgenannten Methode. Er macht sich den Selbstaufbau von Strukturen zu Nutze. Ein Mix aus biologischen Molekülen interagiert mit sich selbst, und es entstehen automatisch neue Strukturen wie Zellen, Gewebe und Organe.

"Der Vorteil dieses Selbstaufbaus liegt darin, dass sich in diesem Fall die Röhren natürlich und spontan aufbauen. Der Prozess ist zudem selbstkorrigierend, daher ist das Ergebnis vorhersagbar und fehlerfrei", erklärt Hitcham Fenniri. Der Forscher kreierte eine Molekülserie, die programmiert wurde, um sich in Sechser-Gruppen zu einer Rosette zu formen. Diese Ringform wird durch Wasserstoff-Brücken zusammengehalten. Die Moleküle selbst sind bipolar, das heißt, ein Ende zieht Wasser an, das andere Ende stößt es ab. In der Ringform schließen sich die hydrophilen Enden an der Ringaußenseite zusammen, die hydrophoben Enden werden im Inneren eingeschlossen. Um die inneren Moleküle vor Wasser zu schützen, stellt die Anordnung Verbindungen zu anderen Ringen her.

Die Ringe formen sich zu Röhren, und an der Außenseite der Röhre bildet sich ein elektrischer Gürtel. "Dadurch wird die Nanoröhre zusammengehalten, sie bleibt stabil und dient als Anker, an dem sich andere Moleküle anheften können", so Fenniri. Durch Addieren verschiedener chemischer Substanzen könne die Funktion modifiziert werden. Das System sei besonders für industrielle Anwendungen geeignet, da die Struktur auch bei sehr hohen Temperaturen stabil bleibt.

Das System könnte aber auch als Medikamentenfähre dienen. Fenniri hält es auch für möglich, eine solche Struktur mit photoaktiven Substanzen zu bestücken, die Solarenergie absorbieren und auf eine andere Substanz übertragen können. Dabei entstehe eine Röhre, die an einem Ende Energie aufnimmt und diese am anderen Ende überträgt. Einsatzmöglichkeiten sieht der Forscher auf Grund der bei Hitze fluoreszierenden Eigenschaften auch in der molekularen Elektronik und bei biomedizinischen Anwendungen.

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