Nanomachientjes van een paar atomen groot gaan eind april onder het toeziend oog van een scanning-tunnelingmicroscoop tegen elkaar racen.

De piepkleine voertuigen, gebouwd door teams uit verschillende landen, moeten binnen 38 uur een parcours voltooien: een rechts tuk van 20 nm, een bocht, dan 50 nm, een volgende bocht en een eindsprint over 20 nm.

 

Microscoop

De race, georganiseerd door het Franse Centre national de la recherche scientifique, kan op 28 en 29 april gevolgd worden met behulp van eens speciale scanning-tunnelingmicroscoop. Die heeft een punt van slechts één atoom groot. Door die punt vlakbij een molecuul of atoom te brengen treedt er een tunnel-effect op, waarbij elektronen door de ruimte tussen de naald en het molecuul tunnelen. Door die elektronenstroom in twee richtingen in kaart te brengen, ontstaat een gedetailleerd beeld van het oppervlak waar de punt van de microscoop boven hangt.

 


Bij de race gebruiken de organisatoren een microscoop met niet één, maar vier losse punten, die elk zijn voorzien van een wolfraamatoom. De vier punten helpen om de racewagens te volgen terwijl ze zich over het parcours voortbewegen. De microscoop levert via de tunnelende elektronen tevens de benodigde energie om de wagentjes vooruit te helpen.

 

Hovercrafts en molens

De voertuigen verschillen allemaal van elkaar. Het team van de Université Paul Sabatier maakt bijvoorbeeld een ingewikkeld molecuul van kool- en waterstofatomen dat vier wielen heeft en zo vooruit rolt. De onderzoekers van Universität Basel maken iets dat meer lijkt op een hovercraft. Het Duitse team (Technische Universität Dresden) maakte vier wieken van acetylbiphenyl-moleculen en hoopt al tollend de wedstrijd te winnen. In totaal zijn er zes teams.

 

De machine van Basel in actie

Groningen

Moleculaire machientjes zoals deze racewagens staan de laatste tijd in de belangstelling, nadat de bedenkers een Nobelprijs kregen voor hun idee. Hoogleraar Ben Feringa (lees: 'Ben de bouwer' Feringa') van de Rijksuniversiteit Groningen was één van die winnaars. Zijn universiteit doet echter niet mee aan de race. 'De organisatoren van Toulouse hebben een andere insteek dan wij. Voor ons onderzoek is zo'n wedstrijd als deze minder interessant, dus besloten we er geen energie in te steken', aldus Feringa aan de telefoon.
 

Beeld:De nano-auto van Ben Feringa. Credit: Ben Feringa