Das heutige Chemie-FotoFreitag Bild zeigt den ersten Schritt auf dem Weg zum Chemie-Nobelpreis 2016. Die Königlich-schwedische Akademie zeichnete diese Woche Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart und Bernard Feringa für ihre Leistungen in der Entwicklung zu molekularen Maschinen aus.

Jean-Pierre Sauvage unternahm diesen Schritt 1983, als er durch eine Molekül-Verknüpfung eine Catenan genannte Kette (a.) konstruieren konnte. In einer solchen Kette wirkt hingegen eine freie mechanische Bindung, eine Grundvoraussetzung für eine Maschine, um Aufgaben auszuführen. Maschinen-Teile müssen sich relativ zueinander bewegen können und Sauvages zwei ineinandergreifende Ringe erfüllten diese Anforderung.

1991 entwickelte Fraser Stoddart ein sogenanntes Rotaxan. Er zeigte, dass ein Rotaxan-Ring in der Lage ist, sich entlang der Achse zu bewegen. Auf dieser Basis entstanden auch ein molekularer Lift, ein „molekularer Muskel“ und ein Molekül-basierter Computerchip. Dritter Preisträger Bernard Feringa war 1999 der Erste, der ein Motorprotein konstruierte, mit dem er einen Glaszylinder rotieren lassen konnte, der 10.000-mal größer als das Protein ist.

In der Begründung der Akademie hieß es, solche molekularen Motoren stünden heute in etwa auf der gleichen Stufe wie der Elektromotor in den 1830er-Jahren. Es sei aber absehbar, dass molekulare Maschinen schon bald bei der Entwicklung von neuen Materialien, Sensoren und Energiespeichersystemen verwendet werden könnten. Mit-Preisträger Bernard Feringa gab eine weitere Aussicht: Man werde solche Nanogeräte irgendwann auch durch unseren Körper schicken können, um Krebs aufzuspüren.

Illustration: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences