Zwitserse onderzoekers zijn erin geslaagd een moleculaire motor te bouwen van slechts zestien atomen. Nog kleiner is vrijwel niet mogelijk, zeggen de makers. 

De motor is nog geen nanometer groot, ongeveer honderdduizend keer zo klein als de diameter van een menselijke haar. Hij zet energie om in een gerichte beweging en werkt daarmee net zo als een 'normale' motor, stellen de onderzoekers van het Zwitserse onderzoekslab EMPA en de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). Ze publiceerden hun bevindingen dinsdag in het wetenschappelijke blad Proceedings of the National Academy of Sciences. 

De zestien atomen tellende motor bestaat uit een stator (een stilstaand deel) van twaalf atomen en een rotor (een bewegend deel) van vier atomen, waarbij de rotor in één specifieke richting rond het oppervlakte van de stator draait. Dat maakt het mogelijk om het motortje in te zetten voor nuttig werk, zegt onderzoeker Oliver Gröning van EMPA in een persbericht.
 


Betrouwbaar

Volgens de onderzoekers beweegt de motor zich precies op het raakvlak van klassieke beweging en de raadselachtige quantumwereld. Omdat de energie van alle kanten kan komen, kiest de motor zelf welke kant hij op draait. Vreemd genoeg kiest het ding er steevast voor om de richting te kiezen die normaal gesproken de meeste energie kost: omhoog.  

Die specifieke voorkeur maakt de motor veel betrouwbaarder dan andere moleculaire motoren, stelt Gröning. Het maakt het bijvoorbeeld mogelijk om met het ding energie te oogsten op moleculair niveau.


Quantummechanica

Het motortje kan zowel op thermische energie (warmte) lopen als op elektriciteit. De energie van een enkel elektron is al voldoende om de rotor een stukje te laten draaien. Ook dat is opmerkelijk: in de klassieke wereld heeft een motor een bepaalde hoeveelheid energie nodig om in beweging te komen. Bij de motor van de Zwitsers blijkt dat niet nodig.

Daarmee betreden we het domein van de quantummechanica, stellen de wetenschappers. Het doet immers sterk denken aan quantum tunneling, het effect waarbij deeltjes door een barrière breken waarvoor ze volgens de wetten van de klassieke mechanica te weinig energie hebben. 


Beeld: EMPA