[ad_1]

چشم انداز آینده برای کوچک سازی مجموعه ای از موتورهای مولکولی مصنوعی را ایجاد کرده است که توسط تعدادی از منابع انرژی تأمین می شوند و می توانند حرکات مختلفی را انجام دهند. یک تیم تحقیقاتی از Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) قبلاً موفق شده اند با استفاده از یک موتور کنترل نور ، واکنش کاتالیز را کنترل کنند. این ما را یک قدم به تحقق چشم انداز یک کارخانه نانو نزدیک می کند که در آن ترکیبی از ماشین آلات مختلف مانند سلول های بیولوژیکی با هم کار می کنند. نتایج در مجله انجمن شیمی آمریکا.

قوانین مکانیک همیشه قابل اجرا نیست

طبق تعریف ، یک موتور انرژی را به نوع خاصی از انرژی جنبشی تبدیل می کند. به عنوان مثال ، در سطح مولکولی ، پروتئین میوزین می تواند با استفاده از انرژی شیمیایی انقباضات عضلانی ایجاد کند. چنین نانو ماشین هایی اکنون می توانند به صورت مصنوعی تولید شوند. با این حال ، مولکول های مورد استفاده بسیار کوچکتر از پروتئین ها و به طور قابل توجهی پیچیدگی کمتری دارند.

پروفسور دکتر هنری دوبت ، رئیس شیمی آلی I در FAU می گوید: “قوانین فیزیک مکانیک به سادگی در سطح مولکولی قابل اجرا نیست.” وی توضیح می دهد که به عنوان مثال اینرسی در این سطح وجود ندارد. با حرکت براونی ، ذرات دائماً در حال حرکت هستند. وی توضیح می دهد: “فعال كردن یك موتور چرخان كافی نیست ، شما باید یك مكانیسم ضامن دار را روشن كنید كه از چرخش آن به عقب جلوگیری كند.”

در سال 2015 ، هنگام حضور در LMU در مونیخ ، پروفسور دوبت و تیمش یک موتور مولکولی مخصوصاً سریع تولید کردند که از نور مرئی نیرو می گرفت. در سال 2018 ، آنها اولین موتور مولکولی را تولید کردند که فقط از نور تأمین می شود و مستقل از دمای محیط کار می کند. یک سال بعد ، آنها نوعی ایجاد کردند که نه تنها می تواند چرخش داشته باشد ، بلکه همچنین می تواند یک شکل هشت حرکت را انجام دهد. تمام موتورها بر اساس مولکول hemithioindigo ، یک نوع نامتقارن از رنگ نیل طبیعی است ، جایی که یک اتم گوگرد به جای اتم نیتروژن قرار می گیرد. یک قسمت از مولکول در چند مرحله در جهت مخالف قسمت دیگر مولکول می چرخد. مراحل انرژی توسط نور مرئی آغاز شده و مولکول ها را اصلاح می کند تا بازخورد مسدود شود.

کاتالیزورهای استاندارد در حال استفاده

هنری دوب دوبله پس از پیوستن به FAU برای اولین بار از یک موتور چرخان در سال 2015 برای کنترل یک فرآیند شیمیایی جداگانه استفاده کرد. در چهار مرحله به دور پیوند دوگانه کربنی hemithioindigo حرکت می کند. برای کنترل واکنش کاتالیزور می توان از دو مرحله چهار مرحله ای ناشی از واکنش نوری استفاده کرد. این شیمیدان توضیح می دهد: “نور سبز یک ساختار مولکولی ایجاد می کند که کاتالیزوری را به hemithioindigo متصل می کند و نور آبی باعث آزاد شدن کاتالیزور می شود.”

از یک کاتالیزور استاندارد که فاقد اتم فلز است استفاده می شود. با استفاده از نیروهای الکترواستاتیک ، کاتالیزور توسط پیوند هیدروژن بر روی یک اتم اکسیژن در “مولکول موتور” متصل می شود. در اصل می توان از همه کاتالیزورهایی که از پیوند هیدروژن استفاده می کنند استفاده کرد. پروفسور دوب توضیح می دهد: “مزیت بزرگ hemithioindigo این است که ساختار ذاتی آن یک مکانیسم اتصال برای کاتالیزورها دارد.” در غیر این صورت باید با استفاده از سنتز شیمیایی اضافه شود.

چرخش موتور hemithioindigo توسط نور مرئی کنترل می شود. در همان زمان ، این سیستم اجازه می دهد تا یک کاتالیزور هدف قرار داده شود که باعث تسریع یا کند شدن واکنش های شیمیایی مورد نظر شود. پروفسور دوبت می گوید: “این پروژه گامی مهم در جهت ادغام موتورهای مولكولی در فرآیندهای شیمیایی به سادگی و به روش های مختلف است.” “این به ما این امکان را می دهد که در آینده با استفاده از ماشین آلات مولکولی به عنوان یک خط تولید ، داروهای پیچیده را با دقت بالایی ترکیب کنیم.”

###

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir