Halbes Möbiusband, doppelt so kompliziert

Spektrum der Wissenschaft

11.3.2026

Was ist noch verrückter als ein Möbiusband? Ein halbes Möbiusband! Jetzt haben Forscher ein Molekül mit dieser unwahrscheinlichen Topologie hergestellt – sogar in zwei Varianten, die sich hin- und herschalten lassen.

Es ist ein Molekül von einer noch nie dagewesenen Topologie: Die Verbindung mit der Formel C13Cl2 wirkt nur auf den ersten Blick wie ein simpler Kreis mit zwei Fortsätzen. Die elektronische Struktur des Moleküls ähnelt vielmehr einem Band, das mehrfach in sich verdrillt ist. Ein hypothetischer winziger Besucher, der auf dem Ring entlangläuft, müsste vier Runden drehen, um wieder am Ausgangspunkt anzukommen. Damit ist der faszinierende Stoff eine kompliziertere Form des berühmten Möbiusbands – einem Kreis, der einmal in sich verdreht ist und demnach kein Innen und kein Aussen besitzt.

Das am 5. März 2026 in der Fachzeitschrift «Science» vorgestellte Molekül – die Forschenden sprechen von einem «halben Möbiusband» – ist die Arbeit eines internationalen Teams des IT-Konzerns IBM, der Oxford University, der Universität Regensburg sowie der ETH Zürich und ihres Schwesterninstituts EPFL. Um es herzustellen, brachten die Fachleute zunächst eine Vorläuferverbindung – einen Ring aus 13 Kohlenstoffatomen, der 10 Chloratome trägt (C13Cl10) – auf ein spezielles Goldsubstrat auf, das mit einer Doppelschicht aus NaCl verkleidet war. Mittels eines Rastertunnelmikroskops entfernten sie mit atomarer Präzision nacheinander acht der zehn Chloratome.

Aus dem anfangs flachen Ring bildete sich das verdrillte C13Cl2, und zwar in zwei Varianten mit jeweils entgegengesetzter Richtung der Verdrillung. Dass die elektronisch verwundene Struktur entstanden war, bestätigten Berechnungen mit einem IBM-Quantencomputer mit 72 Qubits.

Für künftige Materialien und Anwendungen ist besonders interessant, dass sich die spiegelbildlichen Formen durch elektromagnetische Pulse ineinander umwandeln konnten. Ebenso war es möglich, einen flachen, nicht verdrillten Zwischenzustand herzustellen. Stoffe, die sich solchermassen hin- und herschalten lassen, sind spannend für Anwendungen in der Elektronik, etwa als Sensoren.

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