Der Nobelpreis für Chemie geht in diesem Jahr an den Franzosen Jean-Pierre Sauvage, den gebürtigen Briten James Fraser Stoddart und den Niederländer Bernard Feringa für die Entwicklung von molekularen Maschinen. Das teilte die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Mittwoch in Stockholm mit. „Die diesjährigen Preisträger haben extrem kleine Maschinen gebaut und sind in eine neue Dimension der Chemie vorgedrungen“, hieß es von den Juroren. „Sie haben Moleküle entwickelt, deren Bewegungen man kontrollieren kann und die eine Aufgabe erfüllen, wenn sie die dafür nötige Energie bekommen.“

Bewegliche Bauteile aus Molekülen

Der erste Schritt zu einem molekularen Motor gelang Sauvage 1983. Er verband zwei ringförmige Moleküle so, dass sie wie zwei Glieder einer Kette zueinander beweglich blieben. Normalerweise bilden Molekülverbände mehr oder weniger feste Strukturen. Wie bei großen Maschinen sind auch für Nanomaschinen unbedingt Bauteile erforderlich, die zueinander beweglich sind.

Stoddart gelang 1991 der nächste Schritt: Er brachte einen molekularen Ring auf eine Achse, die ebenfalls aus Molekülen aufgebaut ist. Später fügten die Forscher zu der Achse zwei elektronenreiche Strukturen hinzu. Durch Zufuhr von Wärme konnten Stoddart und Kollegen das molekulare "Rad" gezielt zwischen den beiden Strukturen hin und her schieben.

Zwölf Millionen Umdrehungen pro Sekunde

Der dritte Preisträger, Feringa, schuf schließlich einen molekularen Motor. 1999 präsentierte der einen Rotor, der sich beständig in der gleichen Richtung drehte. Mit Hilfe solcher Nanomotoren gelang es ihm und seinen Kollegen, einen Glaszylinder zu rotieren, der 10.000-mal größer war als der Motor selbst, teilt das Nobelpreis-Komitee mit.

Angetrieben wird der Motor durch Pulse von UV-Licht. Sie steuern die Veränderungen der Moleküle, so dass die "Räder" gezielt in Rotation versetzt werden. Vor zwei Jahren hat ein solcher Motor immerhin zwölf Millionen Umdrehungen pro Sekunde geschafft, teilt das Preiskomitee mit. 2011 stellten die Forscher sogar ein vierradgetriebenes "Auto" vor. Mit einer Größe von vier mal zwei Nanometern ist eine Milliarde Mal kleiner als ein VW Golf.

Die Abbildung zeigt das allradgetriebene "Auto" von Bernard Feringa und Kollegen auf einer Kupferoberfläche. Es ist nur rund vier... Abb.: EMPA

Die grundlegenden Entwicklungen der Forscher ermöglichen vielfältige Anwendungen. Dazu gehört beispielsweise ein molekularer Roboter, der Aminosäuren aufnehmen und miteinander verbinden kann. Andere Forscher nutzen die Technik, um lichtempfindliche Sensoren oder winzige Energiespeicher zu bauen, heißt es weiter.

Feringa, der nach der Verkündung in Stockholm per Telefon zugeschaltet war, hat die Nachricht von der Auszeichnung überwältigt. „Ich wusste nicht, was ich sagen sollte und war ein bisschen geschockt, weil das so eine große Überraschung war“, sagte er. „Meine zweite Reaktion war, dass ich mich so geehrt fühle, und dass es mich berührt.“

Acht Millionen Kronen

Die höchste Auszeichnung für Chemiker ist mit umgerechnet rund 830 000 Euro (8 Millionen Schwedischen Kronen) dotiert. Seit 1901 wurde der Chemie-Nobelpreis an 171 verschiedene Forscher mit dem Durchschnittsalter von 58 Jahren (35 bis 85 Jahre) vergeben. Einer von ihnen, der Brite Frederick Sanger, erhielt ihn sogar zweimal. Unter den Preisträgern waren bislang vier Frauen, etwa Marie Curie 1911, die die radioaktiven Elemente Polonium und Radium entdeckt und ihre Eigenschaften untersucht hatte.

Video 00:26 Min. Nobelpreis für Chemie geht an drei Molekular-Forscher

Zuvor hatten Jurys in der schwedischen Hauptstadt am Montag und Dienstag schon die Geheimnisse um die Nobelpreise 2016 für Medizin und Physik gelüftet. Die Auszeichnung in Medizin ging an den Japaner Yoshinori Ohsumi für die Entschlüsselung eines lebenswichtigen Recycling-Systems in Körperzellen.

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Den Preis in Physik bekamen die gebürtigen Briten David Thouless, Duncan Haldane und Michael Kosterlitz für die Beschreibung exotischer Materiezustände zuerkannt. Am Freitag gibt das Nobelkomitee in Oslo den Träger des Friedensnobelpreises bekannt. Am darauffolgenden Donnerstag verkündet eine Jury den Literaturnobelpreisträger. Verliehen werden die mit je 8 Millionen Kronen (rund 830 000 Euro) dotierten Preise am 10. Dezember. (nes/dpa)