Ein Mikrometer groß

Forscher bauen schnellsten Nanomotor der Welt

Künstlerische Illustration des Nanomotors

(Bild: University of Texas)

US-Wissenschaftler haben laut eigenen Angaben den bis dato schnellsten Nanomotor der Welt gebaut. Der weniger als ein Mikrometer (ein Tausendstel Millimeter) große, dreiteilige Motor, der nur unter dem Elektronenmikroskop sichtbar ist, schafft bis 18.000 Umdrehungen pro Minute und rotiert damit so schnell wie eine Flugzeugturbine.

Entwickelt hat die winzige Nanomaschine (Bild) ein Team um Donglei Fan von der Cockrell School of Engineering an der University of Texas in Austin. Sie besteht aus nur drei Teilen - einer zylinderförmigen Basis, die sich aus einem Nanomagneten und einer Mikroelektrode zusammensetzt, sowie einem Nanodraht - und ist laut Angaben der Forscher kleiner und schneller als alle ihre Vorgänger.

Angetrieben wird der Nanomotor mithilfe von Gleich- und Wechselstromfeldern, über den sich der an einen Rotor erinnernde Nanodraht ein- und ausschalten bzw. dessen Drehrichtung verändern lässt. Während es vergleichbare Minimotoren bislang auf maximal 500 Umdrehungen pro Minute brachten und nur wenige Sekunden bis einige Minuten liefen, hält der Nanorotor von Fan und ihren Kollegen 15 Stunden bei bis zu 18.000 Umdrehungen pro Minute durch.

Rechts: Mehrere Nanomotoren unter dem Elektronenmikroskop

(Bild: University of Texas/Fan et al.)

(Bild: University of Texas)

Interessant für die Medizintechnik
Geht es nach den Forschern, dann soll der mikroskopisch kleine Rotor dazu verwendet werden, Nanomaschinen vorwärts zu bewegen bzw. Flüssigkeiten zu durchmischen. Letztere Anwendung scheint vor allem für die Medizintechnik interessant zu sein. Mit dem Rotor könne man Medikamente im Körper auf Zellebene gezielt ausbringen, so die Wissenschaftler, die ihre Maschine schon bald im Umfeld lebender Zellen testen wollen.

Wie das funktionieren könnte, haben sie schon probiert. Sie beschichteten die Oberfläche des Nanorotors mit einer biochemischen Substanz und maßen, wie viel von dieser - abhängig von der Drehzahl - durch die Fliehkraft in seiner Umgebung verteilt wurde (kleines Bild 2). "Wir konnten die Dosierung über die Änderung der Drehzahl recht genau kontrollieren. Das heißt, dass unser Nanomotor der erste ist, bei dem man die Freisetzung des Wirkstoffs steuern kann", erklärte Fan.