Molekulare Motoren und künstliche Nanomaschinen. Energiewandlung in Polymeren

An biologischen molekularen Motoren können heute Einzelmolekül‐Experimente unter physiologischen Bedingungen durchgeführt werden. Das Beispiel des DNS‐packenden Motors des Bakteriophagen Φ29 zeigt, wie sich damit Einblicke in ihre Funktionweise gewinnen lassen. Dieser Motor wandelt chemische Energie in mechanische Arbeit um. Damit schiebt er die vom Wirtsbakterium vervielfältigte virale DNS in die Proteinkapsel des neuen Bakteriophagen. Die Imitation solcher komplexer molekularer Motoren liegt noch in weiter Ferne. Das Beispiel des Azobenzol‐Polymers zeigt jedoch, wie ein synthetischer molekularer Motor funktionieren kann. Es lässt sich mit Lichtpulsen zwischen einem langen und einem kurzen Zustand hin und her schalten. Der Hebelarm eines Rasterkraft‐Mikroskops kann das wie ein Kolben in mechanische Bewegung übersetzen. Das optomechanische Verhalten dieses molekularen Motors ist bereits gut verstanden.