Wissenschaftler haben einen völlig neuen, durch Laserpulse kontrollierten Schaltmechanismus bei Nanostrukturen entdeckt. Bei der theoretischne Modellierung auf Supercomputern zeigte sich, dass diese Schalter innerhalb von Femtosekunden reagieren udn dmait extrem schnel sind.
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In den letzten Jahren hat sich die Nanotechnologie zu einem zentralen Arbeitsbereich moderner Naturwissenschaften entwickelt. Der Nutzen von Nanomaschinen auf Molekülbasis liegt auf der Hand: In einem Reaktionskolben lassen sich weit mehr als 10 (hoch) 24 dieser winzigen Komponenten herstellen. Zum Vergleich: 10 (hoch) 24 Kieselsteine entsprechen etwa der Größe unseres Mondes. Somit stünden solche Nanomaschinen in praktisch unbegrenzter Menge zur Verfügung. In der Nanotechnologie hat man schon länger Schalter, Pendel, Drehkreuze und andere Komponenten in Molekülgröße entwickelt. Eine zentrale Schwierigkeit allerdings bleibt: Wie lassen sich die Winzlinge durch Aufnahme von Energie gezielt steuern?
Wissenschaftler der Universität Oldenburg um Thorsten Klüner, Professor für Theoretische Physikalische Chemie, haben sich diese Frage vorgenommen und nun ihre wegweisenden Ergebnisse auf dem Gebiet der Oberflächen-Nanochemie in der renommierten Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ veröffentlicht.
Schaltung innerhalb von Femtosekunden
Die Oldenburger haben Systeme molekularer Nanostrukturen untersucht, die durch schwache elektrostatische Wechselwirkung auf einer elektrisch isolierenden Metalloxidoberfläche adsorbiert sind. Durch theoretische Modellierung dieser Systeme auf Supercomputern ist es ihnen gelungen, einen völlig neuen, durch Laserpulse kontrollierten Wechselwirkungsmechanismus zu entdecken, der es in Zukunft möglich machen könnte, komplexe Nanosysteme effizient zu schalten.
Eine Besonderheit des neuen Mechanismus ist, dass die Schaltung solcher molekularer Nanostrukturen in einer Zeitskala von einigen Femtosekunden verläuft. Eine Femtosekunde entspricht dem billionstel Teil einer Millisekunde. Ein solches ultraschnelles Schalten von Nanostrukturen könnte, so Klüner, die Grundlage für hocheffiziente Nanomaschinen der Zukunft abgeben.
(Universität Oldenburg, 03.07.2007 – NPO)
