Einzelne organische Moleküle können als künftige digitale Schalter dienen, weil sie zwischen “Ein”- und “Aus”-Zuständen wechseln und dort jeweils stundenlang verharren. US-Forscher konnten jetzt erstmals nachweisen, wie und wann dies geschieht. Sie nutzten die Form speziell konstruierter Moleküle, die im freien Raum zwischen mehreren Zuständen hin und her wechseln können, und engten die Moleküle so weit ein, dass sie nur noch sehr selten “schalten” konnten. Das berichten sie im Wissenschaftsmagazin Science.
In Zukunft gilt es herauszufinden, wie sich das Schalten gezielt steuern lässt. Erst vor kurzem war es einem Forscherteam gelungen, organische Moleküle in Gruppen von rund tausend Molekülen als digitale Speicherelemente zu schalten.
“Im Wesentlichen haben wir die Schlinge um das Molekül festgezogen und gezeigt, dass das Umschalten sehr nachließ, sobald seine Bewegung eingeschränkt war”, erklärt Paul Weiss, Chemieprofessor der Pennsylvania State University. Gemeinsam mit Kollegen der Rice University hatte Weiss’ Team Einzellagen von Phenylen-Ethynylen-Oligomeren mit Spezialmikroskopen untersucht und die Bewegung feststellen können. “Wir haben zumindest einen Teil des Mechanismus’ identifiziert”, so Weiss.
Die Forscher zeigten auch, dass die Moleküle bei Raumtemperatur bis zu 26 Stunden im jeweiligen Zustand verharren konnten. Im “Ein”-Zustand scheinen die Moleküle aus ihrer Umgebung weiter herauszuragen als im “Aus”-Zustand. Computerspeicher, die mit einzelnen Molekülen arbeiten, wären noch um mehrere Größenordnungen kleiner als heutige Miniatur-Geräte. Nächstes Ziel der Forscher ist, das Umschalten der Moleküle gezielt zu steuern.
Dörte Saße
