Ein Team der Universität Nagoya baute ein starres Kohlenstoff-Nanoband aus verbundenen [4]Helicen-Einheiten. Einzelne kleine Einheiten wechseln ihre Windung leicht; in einer langen Kette beeinflussen sich jedoch die Nachbarn, sodass sich der Großteil des Bandes gemeinsam rechts- oder linkshändig ausrichtet.

Die Richtung lässt sich mit jeweils einer der spiegelbildlichen Formen von Beta-Pinen wählen, einer natürlichen chiralen Verbindung aus Pflanzenölen. Mit der Geometrie kehrt sich auch die zirkulare Polarisation des ausgesandten Lichts um. Laut Autoren ist es das erste Graphen-Nanoband, bei dem Lösungsmittel sowohl Helizität als auch zirkular polarisierte Lumineszenz schalten.

Das Ergebnis hat wichtige Grenzen. Es handelt sich weder um eine gewöhnliche Graphenschicht noch um ein fertiges Speicherelement. Die starke Ausrichtung entstand in chiraler Lösung und war bei −90 °C am größten; bei höherer Temperatur wurde sie schwächer. Nach Entfernen des Lösungsmittels fällt das Band in eine Mischung instabiler Konfigurationen zurück und speichert den gewählten Zustand noch nicht.

Gelingt das Schalten bei Raumtemperatur und das Fixieren des Zustands, könnten ähnliche Moleküle optische Schalter, winzige Sensoren für chirale oder gefährliche Chemikalien oder spinselektive Bauteile ermöglichen. Besonders interessant ist die kollektive Antwort: Ein schwacher molekularer Reiz wird entlang der verbundenen Kette zu einer messbaren Änderung verstärkt.

Für die Praxis braucht es ein chirales Gedächtnis, viele Schaltzyklen ohne Abbau, günstigere längenkontrollierte Synthese und die Integration auf festen Substraten. Optimistisch sind Laborsensoren und optische Demonstratoren in 3–6 Jahren denkbar, Bauteile bei Raumtemperatur eher in 7–12 Jahren. Breite Spintronik-Anwendungen benötigen noch längere Prüfungen von Elektrik und Fertigung.