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30.07.2010 | |
 | Licht steuert Nanoantrieb | |
Kristall schrumpft und wächst mit Licht Japanische Chemiker haben einen Kristall hergestellt, der Farbe und Form verändert, wenn man ihn mit Licht unterschiedlicher Farbe beleuchtet (Science Bd. 291, S. 1772, 2001). In Zukunft könnte er als mikroskopisch kleiner Antrieb, der mit Licht aktiviert wird, in "Nano-Maschinen" arbeiten. Der farblose Kristall besteht aus organischen Molekülen, genannt Diarylethen, die in ihm regelmäßig angeordnet sind. Masahiro Irie von der Kyushu-Universität und Kollegen bestrahlten den Kristall mit UV-Licht, woraufhin dieser schrumpfte und sich blau verfärbte. Beleuchteten sie ihn anschließend mit sichtbarem Licht, nahm er wieder seinen Ausgangszustand an. Der Kristall hielt mehr 10 000 solcher Zyklen aus. Was sich bei diesem Vorgang im Innern des Kristalls abspielt, beschreiben die Chemiker so: Die relativ großen Diarylethen-Moleküle sind lichtempfindlich. Im UV-Licht wechseln sie zu einer Form, die weniger Raum ausfüllt. Bei einer Bestrahlungszeit von mehr als 10 Sekunden ändern sich so viele Moleküle, dass der Kristall insgesamt schrumpft. Auf seiner Oberfläche entstehen dabei Stufen und Gräben, die nur wenige Nanometer, also Millionstel Millimeter tief sind. Sichtbares Licht "schaltet" die Moleküle wieder in ihre größere Form um. Der Kristall kehrt zu seiner ursprünglichen Gestalt mit glatten Oberflächen zurück. Der Diarylethen-Kristall gehört zu einer Klasse von lichtempfindlichen Substanzen, die seit Jahren intensiv erforscht werden. Wegen ihrer Eigenschaften sind sie für die Entwicklung optischer Datenspeicher mit sehr hoher Speicherkapazität interessant. Roland Wengenmayr, 5.3.01 |
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