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Im Dunkeln schwimmen

Nachrichten aus der Chemie, Januar 2021, Seite 81, DOI, PDF. Login für Volltextzugriff.

Von Wiley-VCH zur Verfügung gestellt

Künstliche Mikroschwimmer brauchen Energie, um voranzukommen, und nutzen dafür Licht. Eine neue Materialkombination speichert nun die Energie, sodass die Partikel sich auch im Dunkeln fortbewegen.

Bestehen Mikroschwimmer aus Halbleitermaterialien wie Kohlenstoffnitrid, bewegen sie sich, indem sie mit ihrer Umgebung chemisch reagieren. Die Energie dazu gewinnen sie aus UV- und sichtbarem Licht, weshalb die Fortbewegung im Dunkeln bisher nur mit Magneten möglich war oder mit Treibstoffen, die verbraucht werden.

Nun haben Bettina Lotsch, Metin Sitti und ihre Teams dieses Problem gelöst: Sie nutzen Poly(heptazinimid), PHI, ein zweidimensionales Kohlenstoffnitrid, das Lichtenergie speichert. Es lässt sich günstig und in großen Mengen aus nachwachsenden Rohstoffen herstellen, sogar aus Urin. Zudem haben die Forscher die PHI-Partikel teilweise mit Gold, Platin oder Siliciumdioxid beschichtet. Die Substanzen helfen, die Trennung von Elektronen und Elektronenlöchern zu kontrollieren, die durch Sonnenlicht im Halbleiter entstehen.

Im Regelfall reagieren die Elektronen und die Löcher mit Wasser oder mit Treibstoffen wie Alkoholen oder Wasserstoffperoxid. Durch die zweige

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