_ Cum se schimbă vitezele într-un motor molecular

21:08 2024-01-25 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cum să schimbarea vitezelor într-un motor molecular

Un studiu publicat în Chemistry—A European Journal prezintă un design care dovedește principiul motoarelor moleculare.

„Motoarele moleculare artificiale sunt molecule care absorb lumina dintr-o sursă externă, cum ar fi lumina soarelui, și transformă energia din lumină în energie cinetică”, spune Bo Durbeej, profesor la Universitatea Linköping (LiU), care a condus studiul.

„Motoarele moleculare” pot suna ca science fiction, dar în organism există multe motoare moleculare biologice care antrenează mușchii și transportă substanțe în interiorul celulelor. Cercetătorii în chimie și nanotehnologie își propun de multă vreme să dezvolte motoare moleculare artificiale, care ar putea fi utile în mai multe domenii în viitor. Aplicațiile posibile includ utilizarea lor pentru a livra medicamente medicale la locul potrivit din corp sau pentru stocarea energiei solare.

Dar un motor în sine nu este suficient. O mașină având doar un motor sau un motor, dar fără roți nu ar ajunge departe. Puterea de la motor trebuie transferată — la roți, în cazul mașinii — și acest lucru se face printr-o cutie de viteze. În mod similar, următorul pas în acest domeniu de cercetare este construirea unor angrenaje moleculare care pot transfera energia cinetică de la o parte a unei molecule la alta. Aplicațiile viitoare depind de posibilitatea de a utiliza mișcarea în altă parte decât locul unde a fost creată.

„Mulți oameni de știință au încercat de mult să construiască angrenaje moleculare. Am dezvoltat un principiu de proiectare pentru modul de transfer al mișcării de rotație în o altă parte a unui sistem molecular și să aibă control complet asupra direcției de rotație. Proiectele anterioare nu au fost capabile să controleze mișcarea de rotație", spune Bo Durbeej.

O provocare majoră în dezvoltarea unui echipament fotomolecular este aceea că partea pe care doriți să o rotiți, „elica”, este atașată de restul moleculei printr-o singură legătură. Legăturile simple se rotesc foarte ușor, ceea ce face dificilă controlul direcționalității. Dar cercetătorii LiU au reușit acum să rezolve această problemă prin găsirea unei combinații funcționale a mai multor factori, inclusiv distanța dintre elice și partea moleculei care constituie „motorul” însuși.

Cercetătorii au au confirmat că proiectarea lor funcționează făcând calcule și simulări avansate pe computer pe supercalculatoare la Centrul Național de Supercomputer din Linköping, furnizat de Infrastructura Națională de Calcul Suedeză, SNIC și de Infrastructura Națională Academică pentru Supercalculatură din Suedia, NAISS.

"Am demonstrat acum că principiul nostru de proiectare funcționează. Următorul pas este să dezvoltăm echipamente foto moleculare care să fie cât mai ușor de sintetizat", spune Durbeej.

(Fluierul)