Möglich mit molekularen Maschinen: Nano-Auto mit Allrad-Antrieb. (Bild: Nobelprize.org)
Den Anfang machte Sauvage, als er ringförmige Moleküle wie Kettenglieder miteinander verschränkt synthetisierte, sogenannte Katenane. Auf diese Weise entstanden nicht nur chemisch kovalent gebundene Moleküle, sondern auch eine bewegliche mechanische Bindung. Sauvage und Kollegen gelang es ebenfalls, einen der Ringe in der Kette rotieren zu lassen.
Den nächsten Schritt auf dem Weg zur molekularen Maschine vollzog Fraser Stoddart, als er einen molekularen Ring auf eine Art molekularer Achse fädelte und dort fixierte. Diese sogenannte Rotaxane waren die ersten einfachen molekularen Shuttles: Mit einigen chemischen Tricks sprang der Ring von einem Punkt entlang der Achse auf eine andere Position und zurück.
Feringa schließlich baute das erste molekulare Auto: Dessen Räder waren nicht den üblicherweise zufälligen Molekülbewegungen unterworfen, sondern konnten sich nur in eine Richtung drehen. Das winzige Gefährt hatte dadurch zwar keinen Rückwärtsgang, aber Allradantrieb mit einem molekularen Motor an jedem Rad.
Dies illustriert den entscheidenden Fortschritt der nun mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Forschung: Weg von der zufälligen, hin zu kontrollierten gerichteten Bewegung. Das Nobelkomittee vergleicht den Entwicklungsstand molekularer Maschinen mit dem Stand der Technik eines Elektromotors von 1830: Anhand der sich damals drehenden Räder konnte noch niemand die Entwicklung elektrischer Eisenbahnen, Waschmaschinen oder Ventilatoren erahnen, doch aus dem heutigen Leben sind sie kaum wegzudenken. Genauso könnten molekulare Maschinen in einigen Jahren die unverzichtbare Grundlage von neuen Materialien, Sensoren und Energiespeichern sein.
Die Ankündingung durch das Nobel-Komittee und einen detaillierten wissenschaftlichen Hintergrund finden Sie auf nobelprize.org. (ak)
Die Chemie-Nobelpreise der letzten Jahre
