Wissenschaftler der Schweizerischen Technischen Fakultät Zürich und des IBM-Forschungslabors haben gelernt, künstliche Moleküle aus nanoskaligen Kugeln herzustellen. Laut den Forschern wird die neue Technologie die Schaffung von Mikrorobotern ermöglichen, die zur Behandlung von Krebstumoren oder anderen Geräten geeignet sind. Die Arbeit wurde in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.
Die Größe künstlicher Moleküle, die aus kugelförmigen Modulen bestehen, ist größer als die gewöhnlicher Moleküle, bleibt jedoch nach menschlichen Maßstäben winzig und liegt in der Größenordnung von mehreren Mikrometern. Die Kugeln selbst bestehen aus Silizium- oder Polymermaterialien und können unterschiedliche physikalische Eigenschaften wie elektrische Leitfähigkeit oder Magnetismus aufweisen. Durch das Verbinden solcher Kugeln miteinander erhalten die Forscher Mikroobjekte mit der gewünschten Geometrie, Struktur und anderen Merkmalen, die es Partikeln ermöglichen, unterschiedlich auf Umgebungsbedingungen zu reagieren. Künstliche Moleküle können wie Stöcke, Dreiecke oder komplexe 3D-Objekte geformt sein.
Um Mikroobjekte zu erhalten, verwendeten die Wissenschaftler spezielle Formen mit Vertiefungen unterschiedlicher Größe. Die Forscher verwendeten sie, um winzige Kugeln zu erzeugen, die dann durch kurzfristiges Erhitzen zu einer einzigen Struktur verschmolzen werden. Der Herstellungsprozess selbst unterschied sich vom herkömmlichen 3D-Druck dadurch, dass für letzteres ein einheitliches Material verwendet wird und die resultierenden Objekte eine einheitliche Struktur aufweisen.
In Zukunft wollen Wissenschaftler auf Basis künstlicher Moleküle selbstfahrende Geräte mit komplexer Geometrie und chemischer Zusammensetzung bauen, die durch Magnetfelder in Bewegung gesetzt werden. Solche Mikroobjekte können in der medizinischen Forschung als Träger von Arzneimitteln und Chemotherapeutika verwendet werden. Außerdem werden Ingenieure an der Schaffung von Molekülen beteiligt sein, die miteinander interagieren und sich zu Aufbauten verbinden können, die mit Licht interagieren können. Solche Geräte könnten erfolgreich in der Photonik eingesetzt werden.
Die Photonik ist ein Gebiet der Wissenschaft, das sich mit der Schaffung von Systemen befasst, in denen Lichtstrahlung als Signalträger verwendet wird.
