Investigadores en Japón descubrieron que las máquinas moleculares pueden manipularse fácilmente utilizando una energía mecánica muy pequeña, aprovechando la propiedad que agregan en la superficie del agua.
Waka Nakanishi y otros investigadores de la Unidad de Supermoleculas Katsuhiko Ariga, directora del Centro Internacional de Nanoarquitectónica de Materiales MANA del Instituto Nacional de Ciencia de Materiales NISM de Japón, en colaboración con el Dr. David Cheung de la Universidad de Strathclyde Reino Unido, descubrieron que las máquinas moleculares moléculas capaces de movimiento mecánico pueden manipularse fácilmente utilizando una energía mecánica muy pequeña, aprovechando la propiedad que agregan en la superficie del agua. Se espera que nuestros hallazgos contribuyan al desarrollo de tecnología básica paraEl funcionamiento de varias máquinas moleculares que han sido estudiadas para su aplicación como sensor y otros tipos de dispositivos.
La forma en que funciona la energía mecánica para hacer funcionar una máquina se ha entendido bien y se ha aplicado a nivel macro. En contraste, debido a los métodos cuantitativos limitados disponibles, se había entendido mal a nivel nano, como lo ilustran las máquinas moleculares,cómo se extiende y afecta toda la fuerza mecánica a la conformación y función moleculares. Para aplicar energía mecánica a nivel molecular y manipular libremente máquinas de nivel molecular, es fundamental comprender los principios operativos que explican estas preguntas.
Recientemente logramos tomar medidas detalladas sobre el cambio conformacional en las moléculas en relación con la presión ejercida sobre ellas a medida que aplicamos energía mecánica a las máquinas moleculares ensamblaje supramolecular que se agregaron en la interfaz aire-agua. En este estudio, utilizamos alicates-Moléculas de binaftilo en forma de máquinas moleculares. En la interfaz aire-agua, las moléculas de binaftilo están dispuestas en la misma orientación y alineadas, formando una película de una sola molécula de espesor. Cuando aplicamos energía mecánica externa para comprimir y expandir esta película moviendo una particiónen la superficie del agua, pudimos abrir y cerrar de manera eficiente y repetida las moléculas de binaftilo. Por lo tanto, concluimos que el ángulo en el que las moléculas se abren y cierran puede controlarse aplicando una fuerza muy pequeña.
Hasta la fecha, el cambio conformacional en máquinas moleculares se había medido tridimensionalmente. En la interfaz bidimensional aire-agua, los arreglos moleculares son más simples. Además, mientras que un ensamblaje supramolecular es muy pequeño con un espesor de solo un nivel molecular, su área es lo suficientemente grande como para ser visible a simple vista. Como tal, se puede observar un cambio en la conformación molecular controlando con precisión el movimiento de la partición, que puede desplazarse manualmente, utilizando máquinas. De esta manera, ahora es factiblecon una facilidad comparativa para comprender estos fenómenos en detalle. Además, en base al hecho de que el nivel de energía mecánica que aplicamos en este estudio fue mucho menor que los niveles de energía óptica y térmica que normalmente se utilizan para operar máquinas moleculares, existen grandes expectativas sobreEsta tecnología por su potencial para convertirse en una nueva nanotecnología simple y ahorradora de energía.
Esta investigación fue financiada en parte por las subvenciones en ayuda de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia para la investigación científica en áreas innovadoras, "sistemas moleculares blandos" Taihei Tahara de RIKEN, representante.
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Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia de Materiales . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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