Synthetischer molekularer Motor

Synthetische molekulare Motoren sind molekulare Maschinen, die in der Lage sind, unter Energiezufuhr zu rotieren. Obwohl der Begriff molekularer Motor ursprünglich ein natürlich vorkommendes Protein meinte, das (via Proteindynamik) Bewegung erzeugt, verwenden manche Arbeitsgruppen den Begriff, um nicht-biologische synthetische Motoren zu bezeichnen. Viele Chemiker verfolgen die Synthese solcher Motoren. Die Idee des synthetischen molekularen Motors wurde erstmals von Richard Feynman 1959 in seiner Rede There’s Plenty of Room at the Bottom (englisch für "Unten ist eine Menge Platz") erwähnt.

Die Grundvoraussetzungen für einen synthetischen Motor sind die wiederholte 360-Grad-Bewegung, der Energieverbrauch und die gerichtete Drehbewegung. Die ersten Erfolge auf dem Gebiet waren der chemische Motor von T. Ross Kelly et al., der aber nur eine nicht-wiederholbare Drehung um 120 Grad ausführte, und der lichtbetriebene Motor von Ben Feringa et al., die 1999 in derselben Ausgabe von Nature erschienen. Ben Feringa erhielt für diese Entwicklung 2016 den Nobelpreis für Chemie. Im Jahre 2008 schlugen Petr Král und Mitarbeiter einen Elektronen-Tunnel-Motor vor, der kontinuierlich rotiert, und eröffneten so die Möglichkeit der praktischen Realisierung einer molekularen Maschine. Es ist zu erwarten, dass die Zahl der Berichte über Erfolge auf dem Gebiet steigen wird, sobald sich das Verständnis der Chemie und der Physik im Nanobereich verbessert.

Natürlich vorkommende molekulare Motoren finden sich zum Beispiel in Muskeln (Motorproteine) und beim Flagellum von Bakterien.