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Nanotechnik : Raketenstart in der Nanowelt

  • -Aktualisiert am

Der passende Antrieb auch für das Nanoauto? Bild: Randy Wind, Martin Roelfs

Wie sollen nanometergroße U-Boote und Roboter eines Tages durch die Adern zu ihrem Zielort schwimmen? Amerikanische Wissenschaftler haben jetzt möglicherweise die Antwort gefunden.

          Nanometergroße Roboter, die durch Blutgefäße oder Rohre schwimmen und dort zielgenau Arbeiten an Molekülen durchführen sollen, beflügeln seit Langem die Fantasien von Ingenieuren und wecken Hoffnungen von Medizinern. Allerdings ist die Frage, wie sich die winzigen Vehikel, wenn es sie eines Tages tatsächlich gibt, fortbewegen sollen noch ungelöst. Die Antwort könnte jetzt eine nur Mikrometer große Rakete geben. Das Gefährt wird von einem kontinuierlichen Strom aus Wasserstoffblasen angetrieben. Dieser Motor wurde von Ingenieuren der „University of California“ in San Diego so gebaut, dass er ohne zusätzlichen Treibstoff auskommt. Auf dem veröffentlichten Video erkennt man, wie die Rakete auf ihrem Weg durch Flüssigkeiten zielgenau Lasten in Nanometergröße transportiert („Journal of the American Chemical Society“, doi: 10.1021/ja210874s).

          Saures Milieu erwünscht

          Die Rakete besteht aus einem kegelförmigen Zinkkern, der mit einem Kunststoffmantel umgeben ist. Das Zink reagiert mit Protonen der Umgebung; dabei entstehen bis zu 75 Wasserstoffblasen pro Sekunde, die die Rakete vorwärts treiben.

          Dieser Antrieb funktioniert aber nur in Flüssigkeiten, in denen ausreichend Protonen vorliegen, also solche, die einen Säuregehalt aufweisen wie er beispielsweise im menschlichen Magen vorherrscht. Dann überwindet die bis zu zehn Mikrometer lange Rakete mit mehr als einen Millimeter pro Sekunde eine Distanz, die ein Vielfaches ihrer Körperlänge beträgt.

          Winzlinge als Lastenträger

          Um die Rakete lenken zu können, fügten die Wissenschaftler dem Mantel der Rakete eine Schicht aus Nickel und Titan hinzu. Jetzt konnten sie die Rakete durch ein Magnetfeld steuern, sie Lasten aufnehmen und wiederabsetzten lassen. Genau diesen Vorgang erkennt man im Video, wenn die Rakete eine fünf Mikrometer große magnetische Kunststoff-Kugel transportiert. Ob der neue Motor eines Tages tatsächlich Nanoroboter in unseren Mägen antreibt, bleibt offen – aber zumindest funktioniert der Antrieb auch in menschlichem Blutserum, das die Forscher angesäuert hatten.

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