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Nanomotoren oder "Selbstmedikation" für Gadgets
Zuletzt überprüft: 02.07.2025
Ein Computer, Tablet oder Smartphone, das sich selbst reparieren kann, klingt nach Science-Fiction, doch für Wissenschaftler sind dem Unmöglichen keine Grenzen gesetzt, und in einer der neuesten Studien wurde ein Nanomotor entwickelt, der kleinere Probleme ohne äußere Eingriffe beheben kann.
Die Idee zur Entwicklung eines solchen Geräts stammt vom Organismus selbst, genauer gesagt vom Immunsystem. Die Immunität ist bekanntlich ein einzigartiges System von Wirbeltieren, das Gewebe und Organe vor Krankheiten schützt, Krankheitserreger (Viren, Bakterien) und Tumorzellen erkennt und zerstört. Das Immunsystem ist in der Lage, eine Vielzahl verschiedener Krankheitserreger zu erkennen und zwischen Biomolekülen eigener Zellen und fremden zu unterscheiden.
Als Ergebnis entwickelten die Forscher Nanomotoren, die sich selbstständig bewegen und verschiedene Fehler in elektronischen Systemen (zum Beispiel kleine Kratzer) finden und beheben können. Experten zufolge können solche Nanomotoren in Elektroden, flexiblen oder herkömmlichen Solarmodulen und anderen Geräten eingesetzt werden, die kleine Defekte ohne äußere Einwirkung beheben.
Dr. Jenxing Li von der University of California wies darauf hin, dass die Schaltkreise in fast allen modernen elektronischen Geräten komplexe Mechanismen sind, bei denen selbst ein kleiner Riss zu Fehlfunktionen führen kann. Heute werden defekte elektronische Geräte durch Löten repariert, doch die Nanoreparatur wird einen echten Durchbruch darstellen.
Gadgets erobern unser Leben immer schneller und könnten in naher Zukunft in allen Bereichen unseres Lebens auftauchen, von Kleidung über Implantate bis hin zu Accessoires. Doch die Problemsuche und -behebung in elektronischen Schaltkreisen ist derzeit eine große Herausforderung.
Das Forschungsteam entwickelte ein Projekt und konstruierte einen Nanomotor aus Goldnanopartikeln, der mit Wasserstoffperoxid betrieben wird. Das enthaltene Platin aktiviert die Zerlegung des Brennstoffs in Sauerstoff und Wasser, was zur Beschleunigung der Partikel beiträgt. Um ihre Entwicklung in der Praxis zu testen, verwendeten die Wissenschaftler einen beschädigten Schaltkreis, der mit einer LED verbunden war. Daraufhin bewegte sich der Nanomotor über den Schaltkreis, bis er eine Unterbrechung erreichte, tauchte dann in diesen ein und bildete eine Art Brücke, die die beiden Seiten verband. Da die Nanomotorpartikel aus leitfähigen Materialien bestehen, wurde die Stromübertragungsfähigkeit des Schaltkreises wiederhergestellt und die LED begann wieder zu leuchten.
Laut Professor Li wären solche Nanomotoren ideal für Schaltkreise an schwer zu reparierenden Stellen, wie beispielsweise in den leitfähigen Schichten von Solarmodulen, die bei widrigen Wetterbedingungen eingesetzt werden. Sie könnten auch Schäden an flexiblen Sensoren und Batterien reparieren, die parallel in Wangs Labor entwickelt werden.
Experten weisen darauf hin, dass eine ähnliche Methode im medizinischen Bereich eingesetzt werden kann, um Medikamente an bestimmte Zellen oder Organe zu liefern. Das Labor, in dem Professor Li und sein Team arbeiten, arbeitet außerdem an der Entwicklung von Nanomotoren, die zur Behandlung verschiedener Krankheiten eingesetzt werden könnten.