De nieuwste elektrische auto bestaat uit één molecuul met vier uitsteeksels, die roteren wanneer je er elektronen in pompt via de tip van een scanning tunneling-microscoop (STM). Hij heeft al 6 nanometer op de teller, meldt de Groningse organicus Ben Feringa in Nature.

Het tijdschrift heeft de nano-SUV deze week op de cover staan, vergezeld van de onbetaalbare (en onvertaalbare) kop ‘Nanomotoring’.

De ‘wielen’ zijn een nieuwe variant op de moleculaire motortjes waaraan Feringa al sinds 1999 werkt. Ze draaien rond een centrale dubbele binding. In dit geval zorgt de elektronenpuls uit de STM-tip voor een isomerisatie van trans naar cis. Die laatste configuratie wringt een beetje. Er is heel weinig extra (trillings-)energie voor nodig om een paar onderdelen van de aromaatringen in het molecuul te laten omklappen, zodat je weer de trans-vorm terugkrijgt. Al deze bewegingen opgeteld geven een draai van 180 graden.

Om het molecuul in beweging te zetten is een puls van 500 mV nodig. Per puls verplaatst het zich dan ongeveer 0,7 nm over een plaatje koper dat als geleidende ondergrond dient. Tussen de pulsen kun je met dezelfde STM-microscoop (maar met een veel lagere spanning) controleren of de verplaatsing is gelukt.

Eerdere nano-auto’s moest je meestal nog duwen met die tip.

In de praktijk functioneert het redelijk goed. Na 10 pulsen was het autootje 6 nm opgeschoten, wat heel dicht bij de theoretische waarde van 7 nm zit. En Feringa zegt nog nooit te hebben waargenomen dat een wiel per ongeluk achteruit draaide.

De afdeling voorlichting van de universiteit weet er nog bij te melden dat na de indiening van het Nature-artikel aanvullende proeven zijn gedaan waarbij enkele wielen vekeerd om werden gemonteerd: geheel volgens verwachting kwam het voertuig dan niet van zijn plek of ging zigzaggen.

Feringa is de eerste om toe te geven dat het praktische nut van dit vervoermiddel voorlopig nogal beperkt is, temeer daar het voorlopig alleen wil rijden bij 7 graden Kelvin. Maar hij hoopt de basis te hebben gelegd voor nanorobotjes van de toekomst die wèl nuttig werk verrichten.

bron: RUG, C&EN, Nature