Место встречи Химиков

Голландские ученые разработали молекулярный двигатель, способный запираться при помощи подкисления и отпираться при помощи добавления основания. Таким образом, исследователями был сделан очередной шаг в направлении создания молекулярных машин, которые возможно проконтролировать подобно тем машинам, что мы используем в повседневной жизни.

Бен Феринга с коллегами из университета Гронингена в течение последних нескольких лет сконструировал серию различных молекулярных двигателей, но этот оказался первым, напоминающим запирающийся механизм. Он состоит из единой молекулярной системы, в которой «вращающаяся рука» молекулы является также закупоривающей частью для впадины, образованной кольцом дибензо[24]краун-8. Две части одной молекулы объединены одной двойной углеродной связью.

Как объяснил Феринга, обращение на 360º «вращающейся руки» происходит благодаря воздействию света и тепла, но лишь в том случае, если впадина свободна. Это требует воздействия сильного основания для извлечения протона из NH₂⁺-группы запирающей части, что приводит к разрушению водородной связи, которой всё удерживается в запертом состоянии. «Если вы осветите его светом в запертом состоянии, ничего не произойдёт, но как только вы депротонируете его, он разомкнётся,» - сказал Феринга.

Девида Лейха, работающего с молекулярными двигателями в университете Эдинбурга, Великобритания, заинтересовало то, что силы водородной связи оказывается достаточно для удержания двух частей вместе. Он также отметил, что работа иллюстрирует разницу между механизмами в макроскопическом и молекулярном мире: тогда как движущиеся части в макроскопических вращающих двигателях имеют угловой момент вращения, вращающее действие на молекулярном уровне состоит из нескольких стадий, каждая из которых имеет свою движущую силу. Другим отличительным признаком является то, что на совершение одного вращения наноразмерному двигателю требуется более чем полчаса, хотя, как Феринда отметил, скорость вращения могла бы быть повышена до микро- или даже до наносекунд.

Команда уже создала другие моторы, способные вращаться более чем три миллиона раз в секунду, являющимися, по сути, «наномашинами». Уже запланировано подключить запирающиеся моторы к поршню. Феринга также стремится объяснить, как устройства можно внедрить в биологические системы. Относительно биологических молекулярных двигателей, Генри Гесс, нанобиотехнолог из университета Флориды, США, сообщил, что синтетические двигатели все ещё в разработке. «Но работа Феринга – это значительный шаг вперёд,» - сообщил он.

Автор: Hayley Birch
Источник: RSC.org