Antrieb für Nanobots 06.05.2016, 10:21 Uhr

Kleinster Motor der Welt besteht aus Gold

Sie sind klein und stark: Britische Wissenschaftler haben mikroskopisch kleine Maschinen entwickelt, die in der Lage sind so genannte Nanobots anzutreiben. Diese könnten damit sogar in lebendige Zellen vordringen, um Krankheiten zu bekämpfen. 

Der kleinste Motor der Welt besteht aus winzigen Goldkügelchen, die explosionsartig abgesprengt werden. 

Der kleinste Motor der Welt besteht aus winzigen Goldkügelchen, die explosionsartig abgesprengt werden. 

Foto: Yu Ji/University of Cambridge

Laut Projektleiter Professor Jeremy Baumberg von der Universität Cambridge sind die Nanoantriebe ungeheuer stark: Bezogen auf ihr Gewicht leisten sie das Hundertfache von allem, was herkömmliche  Motoren oder auch Muskeln vermögen. Der in Cambridge entwickelten Prototyp des mikrominiaturisierten Antriebs trägt den Namen “ant” und steht einerseits für die Abkürzung von “actuating nano-transducer”. Aber auch die Ameise (engl. ant) stand Pate, schliesslich entwickelt auch sie beim Transport von Lasten ungeheure Kräfte.

Prototyp besteht aus Goldbällchen

Und so sieht der Prototyp aus: Er besteht aus mikroskopisch kleinen Goldbällchen, die in einem speziellen Polymer-Gel stecken. Oberhalb einer so genannten kritischen Temperatur sind Gold und Polymer intramolekular fest miteinander verbunden. Fällt die Temperatur unter die vorgegebene kritische Grenze, nimmt das Polymer plötzlich aus seinem Umfeld Wasser auf, dehnt sich dadurch aus und sprengt die Goldbällchen ab. “Explosionsartig”, wie Wissenschaftler Tao Ding aus dem Team in Cambridge beschreibt.

Explosionen im Takt einer Millionstel Sekunde

In einer Millionstel Sekunde werden dabei Hunderte von Goldbällchen abgesprengt. Dieser Vorgang lässt sich schnell wieder rückgängig machen: Steigt die Temperatur wieder auf den kritischen Wert, so stößt das Polymer das Wasser aus und zieht die Goldbällchen wieder an. Je nach der Veränderung des Polymers kann die kritische Temperatur festgelegt werden. Sie könnte beispielsweise für medizinische Zwecke bei 37 °C oder der Körpertemperatur liegen. Die Temperatur lässt sich auf verschiedenen Wegen verändern. Beim Prototyp wurde mit einem Laserlicht gearbeitet.

Flüssigkeiten durchqueren

Über die Herstellung so genannter Nanobots wird schon seit mehreren Jahren in der Wissenschaft diskutiert. Darunter verstehen sich unendlich kleine Maschinen, die die verschiedensten Aufgaben bewältigen sollen – vor allem in der Medizin.

Was deren Herstellung bisher aber immer wieder verzögert hat, ist das Fehlen eines geeigneten, mikrominiaturisierten Antriebs, der bei der Fortbewegung der Nanobots im Menschen unter anderem gerade auch in der Lage sein muss, Flüssigkeiten zu durchqueren – gleich ob es sich dabei um Blut, Magensäfte oder auch Harn handelt.

Cambridge Enterprise sucht nach Partnern für industrielle Nutzung

Durch die Entwicklung des goldenen Mini-Antriebs rücken nun Entwicklung und Produktion von Nanobots ein ganzes Stück näher. Das Forschungsteam von Professor Baumberg in Cambridge ist sucht bereits nach Partnern für eine industrielle Nutzung der neuen Technik. Dies geschieht über Cambridge Enterprise, eine universitätseigene Einrichtung, deren Aufgabe es ist, für neue Techniken Partner aus der Industrie anzuwerben.

Weitere Berichte zu Mikro- und Nanotechnik finden Sie hier.

 

Von Peter Odrich

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