Robotermuskeln, die sich nach einem Lichtpuls zusammenziehen; würfelförmige Bildschirme, auf denen man dreidimensionale Abbildungen aus allen Richtungen betrachten kann: Prof. Dr. Henry Dube von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und Mitglied von FAU Solar möchte in den kommenden vier Jahren Materialien für völlig neue Anwendungsmöglichkeiten entwickeln. Ihre Basis bilden winzige molekulare Maschinen, die jeweils nur aus einigen Dutzend Atomen bestehen. Der Chemiker möchte verschiedene Arten von ihnen zu dreidimensionalen Geweben verknüpfen, die je nach Art und Anordnung der Bausteine unterschiedliche Funktionen ermöglichen. Das Projekt wird von der Volkswagen-Stiftung mit mehr als 900.000 Euro gefördert.
Dubes Idee ist nicht so exotisch, wie sie klingt: In sämtlichen Lebewesen werkeln zahllose molekulare Maschinen, die jeweils auf bestimmte Aufgaben spezialisiert sind. So bestehen Muskeln aus Proteinen, die sich durch klimmzugartige Bewegungen aneinander entlang hangeln, wodurch sich der Muskel verkürzt. „Wir entwickeln schon seit einiger Zeit Moleküle, die prinzipiell ähnliche Funktionen erlauben“, erklärt der Wissenschaftler, der seit 2020 an der FAU den Lehrstuhl für Organische Chemie I leitet. „Sie sind allerdings in der Regel ganz anders aufgebaut als ihre natürlichen Vorbilder und zudem deutlich kleiner.“
Dazu zählen beispielsweise winzige Zahnräder, die nur aus einigen Dutzend Atomen bestehen und sich zu Getrieben hintereinander gruppieren lassen. Auch Nano-Motoren oder Pinzetten, die kleinste Gegenstände greifen können, hat Dube bereits gebaut. In dem Projekt der Volkswagen-Stiftung möchte er nun einen Schritt weiter gehen. In einem Muskel sind zahllose „Klimmzug-Moleküle“ hintereinander geschaltet. Zusätzlich werden sie hunderttausendfach gebündelt, damit sie zusammen ausreichend Kraft entfalten können. „Wir wollen ebenfalls dreidimensionale Gewebe herstellen, in denen wir zahlreiche molekulare Maschinen nach definierten Regeln miteinander verknüpfen“, sagt der Chemiker. „Je nachdem, welche verschiedenen Arten von Bausteinen wir in diesen Polymeren kombinieren, entstehen so intelligente Materialien für die unterschiedlichsten Anwendungen.“
Robotermuskeln, die sich nach einem Lichtpuls zusammenziehen; würfelförmige Bildschirme, auf denen man dreidimensionale Abbildungen aus allen Richtungen betrachten kann: Prof. Dr. Henry Dube von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und Mitglied von FAU Solar möchte in den kommenden vier Jahren Materialien für völlig neue Anwendungsmöglichkeiten entwickeln. Ihre Basis bilden winzige molekulare Maschinen, die jeweils nur aus einigen Dutzend Atomen bestehen. Der Chemiker möchte verschiedene Arten von ihnen zu dreidimensionalen Geweben verknüpfen, die je nach Art und Anordnung der Bausteine unterschiedliche Funktionen ermöglichen. Das Projekt wird von der Volkswagen-Stiftung mit mehr als 900.000 Euro gefördert.
Dubes Idee ist nicht so exotisch, wie sie klingt: In sämtlichen Lebewesen werkeln zahllose molekulare Maschinen, die jeweils auf bestimmte Aufgaben spezialisiert sind. So bestehen Muskeln aus Proteinen, die sich durch klimmzugartige Bewegungen aneinander entlang hangeln, wodurch sich der Muskel verkürzt. „Wir entwickeln schon seit einiger Zeit Moleküle, die prinzipiell ähnliche Funktionen erlauben“, erklärt der Wissenschaftler, der seit 2020 an der FAU den Lehrstuhl für Organische Chemie I leitet. „Sie sind allerdings in der Regel ganz anders aufgebaut als ihre natürlichen Vorbilder und zudem deutlich kleiner.“
Dazu zählen beispielsweise winzige Zahnräder, die nur aus einigen Dutzend Atomen bestehen und sich zu Getrieben hintereinander gruppieren lassen. Auch Nano-Motoren oder Pinzetten, die kleinste Gegenstände greifen können, hat Dube bereits gebaut. In dem Projekt der Volkswagen-Stiftung möchte er nun einen Schritt weiter gehen. In einem Muskel sind zahllose „Klimmzug-Moleküle“ hintereinander geschaltet. Zusätzlich werden sie hunderttausendfach gebündelt, damit sie zusammen ausreichend Kraft entfalten können. „Wir wollen ebenfalls dreidimensionale Gewebe herstellen, in denen wir zahlreiche molekulare Maschinen nach definierten Regeln miteinander verknüpfen“, sagt der Chemiker. „Je nachdem, welche verschiedenen Arten von Bausteinen wir in diesen Polymeren kombinieren, entstehen so intelligente Materialien für die unterschiedlichsten Anwendungen.“