Licht als Schalter

Wie sich einzelne Moleküle auf einer Oberfläche bewegen lassen, erforscht das Team rund um Leonhard Grill vom Institut für Chemie der Universität Graz. Auf Basis der Erkenntnisse könnten etwa winzige Elektronik-Bausteine oder molekulare Maschinen entwickelt werden. In Zusammenarbeit mit der Universität Bologna haben die ForscherInnen nun eine neue Steuer-Methode entdeckt: Mit Licht in unterschiedlicher Wellenlänge lassen sich Moleküle auf einer Silberoberfläche zwischen zwei Zuständen hin- und herschalten, in denen ein Seitenarm entweder nach oben gerichtet oder nach unten gebogen ist. „Die vertikal ausgerichteten Moleküle zeigen eine wesentlich höhere Mobilität“, berichtet Grill. Die anderen bleiben währenddessen auf der Oberfläche fixiert, vermutlich weil der nach unten gebogene Seitenarm wie ein Anker funktioniert.
„Wir können die Schaltzustände des Seitenarms sowohl an einzelnen Molekülen als auch entlang der gesamten Oberfläche kontrolliert einstellen“, so der Wissenschafter. Damit lässt sich die Beweglichkeit der einzelnen Teile gezielt steuern. Für etwaige zukünftige Anwendungen bedeutet das, dass beispielsweise molekulare Maschinen an einer Oberfläche fixiert oder bei Bedarf freigegeben werden können.

Diese Arbeit, die im Rahmen eines vom EU-Programm „Future Emerging Technologies“ finanzierten Projekts entstanden ist, wurde kürzlich als Titelgeschichte in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ veröffentlicht:
C. Nacci, M. Baroncini, A. Credi, and L. Grill; „Reversible Photoswitching and Isomer-Dependent Diffusion of Single Azobenzene Tetramers on a Metal Surface“, Angewandte Chemie International Edition, Vol. 57, 15034