Nobelpreis: Chemie in einer neuen Dimension

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Heute Abend werden in Stockholm die diesjährigen Nobelpreisträger gekürt. Unter ihnen sind auch drei Nanowissenschaftler, die entdeckt haben, wie man aus organischen Molekülen Scharniere, Propeller und sogar Nanoautos herstellen kann, und die dafür den Nobelpreis in der Kategorie Chemie erhalten. Wir stellen die drei wissenschaftlichen Leistungen im ChemieAzubi vor.

Das Zukunftspotenzial dieser Entdeckung - der Entwurf und die Herstellung molekularer Maschinen - ist riesig (Foto: @yb_woodstockm, via Flickr, CC BY-Sa 2.0).

Das Zukunftspotenzial dieser Entdeckung - der Entwurf und die Herstellung molekularer Maschinen - ist riesig (Foto: @yb_woodstockm, via Flickr, CC BY-Sa 2.0).

Die Infografik von Compound Interest erklärt die molekularen Maschinen (Ci Compound Interest, CC).

Die Infografik von Compound Interest erklärt die molekularen Maschinen (Ci Compound Interest, CC).

Science Fiction wird Realität: Funktionsfähige Gitarren, Propeller, Motoren oder Autos, die nur einen Bruchteil so groß wie ein Sandkorn sind - wie das funktionieren soll, ist kaum vorstellbar. Doch drei Wissenschaftler, der Franzose Jean-Pierre Sauvage, der schottische Chemiker Sir Fraser Stoddart und der Niederländer Ben Feringa, haben die scheinbar verrückte Idee in der Realität umgesetzt.

Unzählige Anwendungsmöglichkeiten

Das Zukunftspotenzial dieser Entdeckung - der Entwurf und die Herstellung molekularer Maschinen - ist riesig. Beispielsweise könnten die molekularen Maschinen im Körper Medikamente an den Ort bringen, an dem sie benötigt werden, oder sie könnten Krebszellen aufspüren. Außerdem könnten sie die heutigen Computerchips ersetzen oder neuartige Batterien und Sensoren technisch machbar machen.

Sauvage: Erfinder des molekularen Scharniers

Bereits in den achtziger Jahren verknüpfte Sauvage ringförmige organische Moleküle in einem Reagenzglas so miteinander, dass je zwei wie Kettenglieder ineinandergriffen. Während ein Ring an einer bestimmten Stelle fixiert war, konnte sich der andere frei bewegen. Sobald die Energieversorgung unterbrochen wurde, drehte sich dieser Ring nicht weiter. In der Wissenschaft nennt man das „molekulares Scharnier“.

Stoddard: Der molekulare Aufzug

Basierend auf der Erfindung von Sauvage, konstruierte Sir Stoddard in den 90er Jahrne an der University of Birmingham in England eine Art Aufzug in Molekülgröße. Er fädelte in einer Lösung eine ringförmige organische Verbindung auf ein hantelförmiges Molekül. Am Ende dieser Hantel sorgten große Moleküle dafür, dass der Ring nicht herunterrutschen konnte. Wurde die Konstruktion erhitzt, fuhr das Ringmolekül ähnlich wie die Kabine eines Aufzugs die Hantel hinauf. Kühlte das System ab, bewegte sich der Ring nach unten.

Die Nobel-Stiftung hat Sir Stoddard interviewt. Hier erfährt man, was er als ersten getan hat, als er erfuhr, dass er gewonnen hat (Englisch).

 Hier ist das Interview auf Facebook zum Anhören.

Feringa: Das winzigste Fahrzeug der Welt

1999 fixierte Ben Feringa ein aromatisches Molekül an einer Achse und lies es – wie einen Propeller – in eine Richtung rotieren. Wenige Jahre später stellte er gemeinsam mit seinen Kollegen an der Universität Gröningen in den Niederlanden das erste Nanoauto vor, das durch Licht angetrieben wird. Es ist zwei Nanometer groß – also unvorstellbar klein – und tausendfach dünner als eine Haarsträhne. Denn ein Nanometer ist der millionste Teil eines Millimeters und nur erkennbar mit einem speziellen Mikroskop.

Auch mit Feringa gibt es ein (Englisch).

Hier ist das Interview zum Anhören auf Facebook.

 

Mehr über den Nobelpreis findet man hier: http://www.nobelprize.org/

Und wie immer super in einer Infografik aufgearbeitet sind die wissenschaftlichen Erkenntnisse in Compound Interests Übersicht hier. Die Infografik ist auch im Bild-Slider.

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