Molekül-Motoren steuern

Nano-Maschinen wie diese sollen künftig aus der Ferne gesteuert werden und Fracht auf atomarer Ebene transportieren. Grafik: Uni Graz/Grill

Leonhard Grill erhält 2,5 Millionen Euro für Nanoforschung

Nano-Maschinen praxisfit zu machen, ist das Ziel des Forschungsprojekts AMOS (kurz für Adsorbate Motors: Tricking Microscopic Reversibility on Surfaces). Die große Herausforderung dabei: die Natur auszutricksen, um Moleküle in eine gewünschte Richtung zu lenken. „Alle chemischen Prozesse – wie zum Beispiel die Bewegung von Atomen – laufen im Gleichgewicht immer sowohl vor als auch zurück. Diese Rückwärtsbewegung umzulenken ist fundamental wichtig, um molekulare Motoren gezielt steuern zu können“, schildert Projektleiter Leonhard Grill, Physiker an der Universität Graz. Für sein Vorhaben wurde ihm nun ein ERC Advanced Grant verliehen, eine der höchst dotierten Förderungen, die die EU vergibt. Für die nächsten fünf Jahre bekommt er 2,5 Millionen Euro.

„Unser Ziel ist es, molekulare Motoren zu steuern, die auch Fracht auf atomarer Ebene transportieren können“, beschreibt der Forscher. Als „Antrieb“ wird Licht verwendet, sodass man viele dieser Mini-Maschinen aus der Ferne in Bewegung versetzen kann. Die große Herausforderung für Grill ist es, die richtige Kombination von Motor und Oberfläche zu finden, damit sich die Moleküle effizient und präzise bewegen lassen.

AMOS befasst sich sowohl mit Grundlagenforschung als auch mit möglichen technologischen Anwendungen. „Das Projekt wird uns ein besseres Verständnis der Nano-Maschinen liefern. Zusätzlich wollen wir Modellsysteme entwickeln und untersuchen, wie die Motoraktivität verstärkt werden kann, etwa indem viele Motoren, die kooperativ funktionieren, nebeneinander angeordnet werden“, erklärt der Physiker. Das eröffnet revolutionäre Möglichkeiten in verschiedensten Bereichen, beispielsweise Materialien, deren Eigenschaften durch Licht manipuliert werden, oder die Steuerung von Strömungen durch mikroskopische Kanäle und Membranen.

Über den Forscher
Leonhard Grill ist seit 2013 Professor für Physikalische Chemie an der Universität Graz. 2017 gewann er das erste internationale Nanoauto-Rennen. Weiters ist ihm mit seinem Team bereits gelungen, einzelne Moleküle zu versenden und zu empfangen, mit Licht ihren Zustand zu steuern, sie miteinander zu molekularen Drähten oder Netzwerken zu verknüpfen oder in eine gewünschte Richtung zu drehen.

Über den ERC Advanced Grant
Das European Research Council (ERC), also der Europäische Forschungsrat, hat aus 1647 eingereichten Anträgen 218 zur Förderung ausgewählt, vier davon aus Österreich. „Diese hohe Auszeichnung zeigt, dass Wissenschaftler:innen der Universität Graz auch zur europäischen Exzellenz beziehungsweise zur Weltspitze zu zählen sind“, betont Joachim Reidl, Vizerektor für Forschung.

Dagmar Eklaude

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