Silber-Gold-Legierung macht Wasserstoffperoxid-getriebenes Nanost�bchen besonders schnell.
Nanoroboter, die in den K�rper geschleust werden, um Tumorzellen zu beseitigen oder verstopfte Arterien freizur�umen, sind keine reine Science-Fiction, sondern eine realistische Vorstellung von den technologischen M�glichkeiten einer nicht allzu fernen Zukunft. Um Nanomaschinen anzutreiben, werden leistungsf�hige Nanomotoren ben�tigt. Ein Team aus Wissenschaftlern von der University of California in San Diego (USA) und der Arizona State University (Tempe, USA) hat nun extrem schnell schwimmende Nanost�bchen entwickelt. �Diese Nanost�bchen legen etwa das 75fache ihrer eigenen L�nge in einer Sekunde zur�ck,� berichten Joseph Wang und seine Kollegen in der Zeitschrift Angewandte Chemie. �Damit n�hern wir uns der Geschwindigkeit der effektivsten biologischen Nanomotoren an, zu denen z.B. begei�elte Bakterien geh�ren.�
Erste einfache Anwendungen von Nanomotoren k�nnten der beschleunigte Transport von pharmazeutischen Wirkstoffen zu bestimmten Zielorten im K�rper sein oder das Schleusen von Analytmolek�len durch die winzigen Kan�le von Diagnostiksystemen im Mikrochipformat. Die Vorw�rtsbewegung durch eine Fl�ssigkeit ist aber nicht so trivial, wie man annehmen mag. Eine m�gliche Bauart f�r Nanomotoren, die dies beherrschen, sind Nanodr�hte, die die Erzeugung ihres Treibstoffs selbst katalysieren. Es handelt sich dabei um nanoskopische St�bchen, deren Enden aus zwei verschiedenen Metallen bestehen. Anders als makroskopische Motoren haben sie keinen Tank, sondern bewegen sich in einem Medium, das einen geeigneten Treibstoff enth�lt.
Die �Klassiker� sind Gold-Platin-Nanost�bchen, die mit Wasserstoffperoxid als Treibstoff etwa 10 bis 20 �m pro Sekunde zur�cklegen. Das Team um Wang hat die Nanost�bchen-Motoren nun dramatisch beschleunigt: Geschwindigkeiten oberhalb von 150 �m pro Sekunde werden erreicht, wenn die bisherige Gold-H�lfte durch ein Segment aus einer Silber-Gold-Legierung ersetzt ist. Wie funktioniert dieser Nanomotor? Das Platin-Segment katalysiert die Spaltung des Wasserstoffperoxids (H2O2) in Sauerstoff (O2) und Protonen (H+). Es nimmt die �bersch�ssigen Elektronen auf. Diese wandern in das Silber-Gold-Segment, wo sie die Reduktionsreaktion von H2O2 und Protonen zu Wasser anzukurbeln. Die Freisetzung von Sauerstoff und Wasser erzeugt eine kleine Str�mung, die das Nanost�bchen durch die Fl�ssigkeit treibt, die Platin-Seite voran. �Die Silber-Gold-Legierung sorgt daf�r, dass die Elektronen rascher �bertragen werden,� erkl�rt Wang. �Damit l�uft die Zersetzung des Treibstoffs schneller ab und das St�bchen wird entsprechend st�rker beschleunigt.� Die Geschwindigkeit der St�bchen kann durch den Silberanteil der Legierung ma�geschneidert werden. �Treibstoffzus�tze oder eine Variation des Platin-Segments werden die St�bchen noch schneller machen,� erwartet Wang.
Quellen und Artikel:
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U. Korcan Demirok, Rawiwan Laocharoensuk, Kalayil Manian Manesh, Joseph Wang, Prof.: Ultrafast Catalytic Alloy Nanomotors. In: Angewandte Chemie; Published Online: 29 Oct 2008; DOI: 10.1002/ange.200803841
