Wettlauf um winzige Nano-Motoren

25. Mai 2001, 20:42
posten

MIT und deutsche Firma machen kleinen Robotern Beine

Cambridge/Aachen - Das Massachusetts Institute of Technology hat einem Streichholz großen Roboter das Laufen mit Nanoschritten beigebracht, Dies berichtet das Wissenschaftsmagazin "New Scientist". Auf drei Beinen bewegt sich die kleine Maschine fort und soll in naher Zukunft Atome betrachten, Moleküle umbauen und den detaillierten Aufbau des genetischen Codes untersuchen.

Einen einfacheren aber bereits ausgereiften Nanomotor hat die Aachener Firma Klocke Nanotechnik entwickelt.

Der "Nanowalker" des MIT bewegt sich mit bis zu 4000 Nano-Schritten pro Sekunde fort. Da keine noch so feine Mechanik mit dieser Präzision arbeiten kann, nutzen die Forscher ein Ensemble aus piezoelektrischen Kristallen. Diese Keramik-Elemente verlängern sich kontrolliert um einige Nanometer, wenn eine Spannung angelegt wird. Das Material schrumpft dagegen wieder auf die Ursprungsgröße, wenn die Spannung abgeschaltet wird. Durch die Kombination von vier Piezoteilen pro Bein gelang es den Forschern, diesen Roboter in langsamen Schritten laufen zu lassen.

"Mit diesen Nanomaschinen lassen sich Atome kontrollieren, Moleküle verändern oder neue Materialien entwickeln", meint MIT-Forscher Sylvain Martel optimistisch. Als erstes plant Martel plant nun, mit diesem Nanoroboter exakte Bilder von einzelnen Atomen aufzunehmen. Dazu stattete er die kleine Maschine mit der atomfeinen Sensorspitze eines Rastertunnelmikroskops aus. In Zukunft hofft er auch andere Werkzeuge entwickeln zu können, mit denen der Nanoroboter Strukturen in Siliziumkristalle ritzen oder einzelne Moleküle gezielt an beliebigen Punkten deponieren kann. Da die winzigen Computerchips der Zukunft wahrscheinlich nicht mehr mit der heute verbreiteten Technik der Fotolithografie herstellbar sein werden, könnte diese Nanotechnik auch hier eingesetzt werden.

Der Konkurrent der Aachener Firma Klocke Nanotechnik verbirgt sich in einem Zylinder, der etwa halb so groß wie ein Streichholz ist. Über eine angelegte Spannung wird ein Piezokristall in diesem Motor so genau in seiner Ausdehnung gesteuert, dass eine feine Nadel in atomkleinen Schritten linear bewegt werden kann. Mit dieser Präzision könne dieser Motor sowohl kleinste Bauteile als auch größere Gewichte von bis zu zwei Kilogramm bewegen. Verschiedene Werkzeuge lassen sich auf diesen Motor aufsetzen, so dass sich mit einem Mikroskalpell einzelne Zellen sezieren oder mit einer Nanospritze winzige Tropfen dosieren lassen. (pte)

Share if you care.