Molekularer Dimmer – Leitfähigkeit per Drehwinkel steuern
Ein Molekül als Dimmer: Die elektrische Leitfähigkeit eines einzelnen Moleküls lässt sich über seinen Drehwinkel steuern.
Teile diese Seite!
Email
WhatsApp
LinkedIn
Ein Molekül als Lautstärkeregler
Stell dir einen Lichtdimmer vor, der nicht über einen Schalter, sondern über die reine Form eines einzelnen Moleküls funktioniert. Genau das haben wir in dieser Arbeit gezeigt: Der elektrische Strom durch ein Biphenyl-Molekül lässt sich gezielt über dessen Drehwinkel steuern.
Warum die Form über den Strom entscheidet
Ein Biphenyl besteht aus zwei über eine Einfachbindung verknüpften Ringen, die sich gegeneinander verdrehen lassen wie zwei Türflügel. Je nach Torsionswinkel überlappen sich die Elektronenwolken der beiden Ringe mehr oder weniger stark – und genau dieser Überlapp bestimmt, wie leicht Elektronen durch das Molekül fliessen können.
Von der Theorie zur Messung
Um diesen Effekt sichtbar zu machen, klemmten wir einzelne Moleküle zwischen zwei Goldelektroden ein und massen ihre Leitfähigkeit – bei systematisch variierendem Drehwinkel. Kristallstrukturanalysen bestätigten die tatsächliche Molekülgeometrie und lieferten die Grundlage für den direkten Vergleich zwischen Struktur und elektrischem Verhalten.
Warum das heute wieder zählt
Die Idee, elektronische Eigenschaften über die reine Molekülform zu steuern, ist heute wieder hochaktuell: Sie liefert Grundlagenwissen für Konzepte jenseits klassischer Siliziumchips – von molekularen Schaltern bis zu neuartigen Bauteilen für energieeffizientes Rechnen.
Was die Messung zeigte
Die Leitfähigkeit variierte systematisch mit dem Torsionswinkel – ein klarer, quantitativer Beleg dafür, dass sich elektronische Eigenschaften auf molekularer Ebene gezielt über die Geometrie einstellen lassen, ganz ohne chemische Veränderung des Moleküls selbst.
Publikation
Angewandte Chemie – Wissenschaft mit Erzählkraft
Die Angewandte Chemie zählt zu den High-Impact-Journalen der Chemie – und ist gleichzeitig bekannt dafür, Forschung nicht nur fachlich präzise, sondern auch klar erzählt zu vermitteln. Kaum ein anderes Fachjournal legt so viel Wert darauf, dass eine gute Publikation auch eine gute Geschichte erzählt.
Weitere Arbeiten von mir
Moleküle, die Licht manipulieren
Ein Molekül per Knopfdruck umschalten mit dem Ramanspektrometer
Aus Abwärme Strom gewinnen – Thermoelektrische Molekulare Kraftwerke
Ein Schulbuchbeispiel für interdisziplinäre Zusammenarbeit und Problemlösung
Molekularer Dimmer – Leitfähigkeit per Drehwinkel steuern
Publikationen Vonlanthen
In dieser Beitragsreihe werden die Publikation von David Vonlanthen vorgestellt.