Pierwsze współpracujące maszyny molekularne

Pierwsze współpracujące maszyny molekularne

Naukowcy z University of Tokio pokazali pierwsze na świecie współpracujące ze sobą maszyny molekularne. Eksperyment może być pierwszym krokiem w konstruowaniu bardziej złożonych „technicznych” struktur molekularnych.

Przez ostatnie dziesięć lat badań naukowcom udało się stworzyć wiele rodzajów molekularnych maszyn – od śmigła o rozmiarach 350 średnic atomu do „podnośnika” o zasięgu 2,5 nm, jednak żadna z nich nie miała praktycznego zastosowania, poza demonstracją nanotechnologii.

Jedna część japońskiej maszyny molekularnej działa jak szczypce, w których jednak tylna część zamiast otwierać się i zamykać, podobnie jak przednia, obraca się o 90o. To skręcenie dokonuje się na dwóch molekułach zbudowanych z żelaza, których działanie przypomina działanie łożysk kulkowych.

Otwieranie i zamykanie „szczypiec” powoduje się przez oświetlanie światłem ultrafioletowym albo widzialnym. Ultrafiolet powoduje, że dwa połączone atomy azotu, skręcają swoje wiązanie, zamykając tym samym molekularne szczypce. Światło widzialne powoduje rozkręcenie i rozwarcie szczypiec.

Druga część maszyny przypomina płetwy, które pod wpływem światła machają, umożliwiając poruszanie maszyny. Efektem jest kierowanie jednej maszyny – „szczypiec”, przez drugą – „płetwy”.

Konstruowanie maszyn molekularnych jest niezwykle trudne ze względu na to, że opierają się na dynamice wiązań chemicznych, wielki wpływ na ich działanie mają siły magnetyczne, oraz łatwość rozerwania ich wiązań w reakcji z innymi związkami, jednak naukowcy z roku na rok rozwiązują kolejne problemy rozwoju owej dziedziny.