Wissenschaftler der Universität von Kalifornien in Berkeley haben den kleinsten Elektromotor der Welt aus einer Kohlenstoffnanoröhre gebaut: An der Röhre sind zwei metallische Tropfen unterschiedlicher Größe angebracht, die als eine Art Atomreservoir dienen. Wenn ein Strom durch die Röhre fließt, gehen Atome von dem größeren auf den kleineren Tropfen über. In Zukunft könnte diese Kraft zum Antrieb winziger mechanischer Geräte genutzt werden, schreiben die Forscher.
Durch die Aufnahme von Atomen des benachbarten Tropfens beginnt der kleinere Tropfen zunächst anzuwachsen. Dadurch vergrößert sich seine Oberflächenspannung ? die von den Atomen bei ihrer Bewegung übertragene Energie wird somit gespeichert. Sobald der Durchmesser des Tropfens allerdings soweit angewachsen ist, dass er seinen größeren Partner berührt, entlädt sich diese Energie schlagartig. Die Atome wandern dabei zu ihrem ursprünglichen Reservoir zurück, bevor der ganze Vorgang wiederum von vorne beginnt.
Auf diese Weise könnten sich in Zukunft möglicherweise elektromechanische Geräte im Nanomaßstab auf einem Mikrochip antreiben lassen, berichtet der Studienleiter Alex Zettl. Die Metalltropfen waren in seinem Pilotexperiment zwischen 30 und 90 Nanometer (Millionstel Millimeter) groß und gaben bei ihrer pulsierenden Bewegung eine Spitzenleistung von etwa 20 Mikrowatt ab. Zettl glaubt, derartige Motoren mit Frequenzen im Bereich von mehreren Gigahertz betreiben zu können. Animationen der Motorbewegung sind auf seiner Webseite zu finden.
Alex Zettl (University of California, Berkeley) et al: Applied Physics Letters, Bd. 86, Artikel 123119
Stefan Maier
