Intelligens är inte bara en fråga om människor och djur. Forskare talar också om intelligenta molekyler. De senare reagerar direkt på yttre stimuli och ändrar reversibelt sin form. NIM-fysiker demonstrerar processen för första gången med en enda molekyl.

Intelligenta molekyler kan i framtiden fungera som nanoswitchar:stimuli som varm-kall, ljus-mörker eller förändrade saltkoncentrationer kan växlas/växlas fram och tillbaka mellan olika konformationer och fungerar därmed av sig själv som stimulansgenerator. Molekyler med dessa förmågor kan hittas i olika grupper av grundämnen, men speciellt i proteiner och syntetiska polymerer.

Tills den verkliga användningen av intelligenta molekyler, vetenskapen måste fortfarande lära sig om dessa föreningar. LMU-fysikerna Dr. Michael Nash från gruppen av Prof. Hermann Gaub, medlem av The Cluster of Excellence Nanosystems Initiative Munich (NIM), har nu för första gången lyckats göra en reaktion med en enda polymermolekyl synlig. För detta, Nash och hans kollegor placerade en egentillverkad syntetiserad polymer på en guldyta med hjälp av ett atomkraftmikroskop (AFM). En polymerände fäste på ytan och den andra änden vid spetsen av AFM. När forskarna väl ökade saltkoncentrationen i det omgivande mediet, de kunde observera hur molekylen kollapsade gradvis.

"I en högkoncentrerad saltlösning, polymerföreningen torkar och krymper, " säger Dr Michael Nash, första författare till studien. "Tillbaka i en svag saltlösning, molekylen vecklas ut igen. Vi har observerat båda processerna i vår studie för första gången för en enda polymermolekyl"

Biofysikernas nya metod från München ger ett viktigt inslag för framtidens nanoswitchar och deras potentiella användning i biosensorer, läkemedel, kromatografiprocedurer och mycket mer. Tidskriftens publicering ACS Nano har valts ut som omslagsartikel, i kombination med en 3D-grafik av NIM-mediadesignern (se bild).