Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanomotoren auf der Überholspur

17.12.2014

Von der Science Fiction auf dem Weg in die Realität: Chemisch angetriebene Mikro- und Nanomotoren

Spätestens seit dem Film „Die phantastische Reise“ von 1966, in dem ein U-Boot geschrumpft und in die Blutbahn eines Menschen injiziert wird, spukt die Idee in unseren Köpfen herum, eines Tages winzige „Mikromaschinen“ und „Nanoroboter“ filigrane „Reparaturarbeiten“ in unseren Organen oder gar einzelnen Zellen durchführen zu lassen. Inzwischen scheint dies in den Bereich des Möglichen zu rücken. Stuttgarter Wissenschaftler präsentieren in der Zeitschrift Angewandte Chemie den aktuellen Stand der Forschung auf dem Gebiet der katalytischen Mikro- und Nanomotoren.


Rein synthetische Mikro- und Nanomotoren haben meist die Form von Nanodrähten, -kugeln oder -röhren.

(c) Wiley-VCH

Damit sich die winzigen Motoren in Bewegung setzen, können sie extern angetrieben werden, etwa durch elektrische oder magnetische Felder oder Schallwellen. „Mikro- und Nanomotoren mit Selbstantrieb können autonom agieren, indem sie sich, z.B. durch katalytische Reaktionen, in Flüssigkeiten selbst antreiben“, erläutern Samuel Sánchez und seine Co-Autoren vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart in ihrem Übersichtsartikel. „Ferngesteuerte Nanomotoren können eine Ladung zu den gewünschten Zielen transportieren, sich in Biomaterialien hineinbohren, ihre Umgebung abtasten, Flüssigkeiten vermischen oder pumpen und verunreinigtes Wasser säubern“, so Sánchez. Derzeit bestehe das wissenschaftliche Ziel darin, die beste Architektur für den Selbstantrieb zu finden, den Bewegungsmechanismus zu verstehen und eine genaue Steuerung der Bewegung zu erzielen. Zudem steht die Suche nach biokompatiblen Treibstoffen und Antriebsformen im Vordergrund.

Rein synthetische Mikro- und Nanomotoren haben meist die Form von Nanodrähten, -kugeln oder -röhren. Nanodrähte aus Kombinationen verschiedener Metalle können z.B. durch eine so genannte Selbstelektrophorese angetrieben werden, bei der sie sich als Folge einer asymmetrischen Ionenverteilung in einem selbsterzeugten elektrischen Feld fortbewegen. Interessant sind auch Nanokügelchen mit zwei unterschiedlichen Hemisphären. So kann eine Hälfte mit einem Katalysator beschichtet sein und für eine asymmetrische Verteilung von Reaktionsprodukten sorgen, die die Kügelchen vorantreibt. Düsenförmige innen mit einem Katalysator beschichtete Mikro- oder Nanoröhrchen sind besonders vielseitig und leistungsstark, wenn sie über einen Blasenantrieb verfügen: In ihrem Inneren findet eine katalytische Reaktion statt, bei der ein Gas entsteht, meist Sauerstoff, der als Blasen aus der breiteren Öffnung austritt und die Düsen antreibt. Als „Treibstoff“ dient meist Wasserstoffperoxid. In immobilisierter Form dienen die Düsen auch als Mikropumpen, etwa für mikrofluidische Diagnostik- und Analyse-Chips.

Im biomedizinischen Bereich hofft man beispielsweise auf Mikromotoren, die sich selektiv in Tumorzellen hineinbohren und diese zerstören. Selbstangetriebene Nanotransporter könnten Wirkstoffe gezielt zu erkrankten Organen transportieren. Andere potenzielle Anwendungen stammen aus dem Bereich der Umweltsanierung. „So können hydrophob beschichtete Mikromotoren Öltropfen aus kontaminiertem Wasser abfangen und abtransportieren. Andere können organische Schadstoffe in Wasser abbauen und dabei die Lösung aktiv mischen“ berichtet Sánchez.

Angewandte Chemie: Presseinfo 42/2014

Autor: Samuel Sánchez, Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (Germany), http://www.is.mpg.de/sanchez

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201406096

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.


Dr. Renate Hoer | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Abwehr von Viren oder Autoimmunerkrankung? Wenn das Phosphat entscheidet ...
08.06.2018 | Paul-Ehrlich-Institut - Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel

nachricht Proteinfabriken der Zelle bei der Selbstorganisation beobachten
08.06.2018 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Karten aus Nervenzellen

Mäuse bewegen sich durch eine virtuelle Videospielwelt – und liefern Einsichten in Mechanismen der Gedächtnisbildung

Dr. Thomas Hainmüller und Prof. Dr. Marlene Bartos vom Institut für Physiologie der Universität Freiburg haben ein neues Erklärungsmodell aufgestellt, wie das...

Im Focus: Scharfe Bilder mit flexiblen Fasern

Ein internationales Wissenschaftler-Team hat eine neue Möglichkeit gefunden Bildinformationen nahezu ohne Verzerrung durch multimodale Fasern zu übertragen – selbst wenn sie die Fasern verbiegen. Die Ergebnisse der Untersuchungen, an denen Forscher des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) beteiligt sind, erschienen am 6. Juni in einem Artikel im vielzitierten Fachmagazin Physical Review Letters.

Endoskope erlauben Medizinern in das Körperinnere von Patienten wie durch ein Schlüsselloch zu blicken. Gewöhnlich werden die Bilder von ein Bündel aus...

Im Focus: Sharp images with flexible fibers

An international team of scientists has discovered a new way to transfer image information through multimodal fibers with almost no distortion - even if the fiber is bent. The results of the study, to which scientist from the Leibniz-Institute of Photonic Technology Jena (Leibniz IPHT) contributed, were published on 6thJune in the highly-cited journal Physical Review Letters.

Endoscopes allow doctors to see into a patient’s body like through a keyhole. Typically, the images are transmitted via a bundle of several hundreds of optical...

Im Focus: Fraunhofer stellt Drohnentechnik zur Erforschung der Tiefsee auf der CEBIT vor

Als einziger deutscher Teilnehmer hat es das Team der ARGGONAUTS vom Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB in Karlsruhe ins Finale des mit sieben Millionen Dollar dotierten Forschungswettbewerbs Shell Ocean Discovery XPRIZE geschafft. Dabei geht es um die Erforschung der Tiefsee durch unbemannte, automatisch operierende Systeme. Auf der diesjährigen CEBIT präsentiert das Team vom 11. bis 15. Juni seine Drohnentechnik, die einen entscheidenden Beitrag zur Erforschung der Weltmeere und für maritime Technologien der Zukunft leisten möchte.

32 Teams aus aller Welt waren im Jahr 2016 angetreten, um sich der Herausforderung des Shell Ocean Discovery XPRIZE zu stellen. Mittlerweile haben es die...

Im Focus: Beschichtung von Freiform-Oberflächen für großflächige optische Komponenten

Der Bereich Präzisionsbeschichtung des Fraunhofer-Instituts für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP hat eine besondere Kompetenz für die Entwicklung von Abscheideprozessen für hochpräzise Schichtsysteme auf optischen Komponenten. Nun ist es erstmals gelungen, eine Beschichtungstechnologie zur Abscheidung lateral gradierter optischer Schichten auf großflächigen 2D- und künftig auch auf 3D-Substraten zu entwickeln. Die Ergebnisse werden im Rahmen der 2. OptecNet-Jahrestagung in Berlin, vom 20. – 21. Juni 2018 räsentiert.

Licht als universelles Medium und Energieträger spielt in immer mehr Branchen und Märkten eine bedeutende Rolle. Ob in der Datenübertragung, der Kommunikation,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Zweite International Baltic Earth Conference in Dänemark: “The Baltic Sea region in Transition”

08.06.2018 | Veranstaltungen

„Wer Chaos automatisiert, erhält Chaos.“ SEMANTiCS-Konferenz 2018, 10.-13.09.2018

07.06.2018 | Veranstaltungen

Neue Behandlungsoptionen für Patienten dank Innovationen in der endovaskulären Medizin

04.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Turbolader für den Lithium-Akku

08.06.2018 | Materialwissenschaften

Lackieren und Trocknen: Weniger heiße Luft

08.06.2018 | Verfahrenstechnologie

Abwehr von Viren oder Autoimmunerkrankung? Wenn das Phosphat entscheidet ...

08.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics