Wissen: Labor in Chipgröße

Durch winzige Kanäle können auf Laborchips bereits kleinste Flüssigkeitsmengen analysiert werden. Berliner Wissenschaftler gingen nun einen Schritt weiter und entwickelten eine Falle für Gasmoleküle. Sie konstruierten einen Chip, in dem mit elektrischen Feldern Gasmoleküle gezielt abgebremst und wieder beschleunigt werden können. Diese Entwicklung, die zur Untersuchung von Quantenzuständen einzelner Moleküle geeignet ist, präsentieren sie im Fachblatt „Science“.

„Da wir jetzt auch Moleküle auf Chips fangen können, ermöglichen wir viele neue physikalische Experimente“, sagt Gerard Meijer vom Fritz-Haber-Institut. Über eine filigrane Trichter-Struktur leiteten sie Kohlenmonoxid-Gas in einer Vakuumkammer auf einen Chip mit 1254 nur zehn Mikrometer breiten Elektroden aus Gold. An diesen Elektroden legten sie ein elektrisches Wechselfeld, das die mit 325 Meter pro Sekunde überschallschnellen CO-Moleküle einfangen kann. Einmal so fixiert, können die Spannungen so geregelt werden, dass die Moleküle abgebremst werden. Danach lassen sie sich auch wieder beschleunigen und auf einem Detektor nachweisen.

Für die Zukunft will Meijer auch eine Anwendung zur Entwicklung von Quantencomputern, die mit einzelnen Molekülen rechnen, nicht ausschließen. wsa