المحركات الجزيئية على الأسطح المعدنية: الحركة الفعالة بدون سوائل تتيح النقل الدقيق للجزيئات

المحركات الجزيئية على الأسطح المعدنية: الحركة الفعالة بدون سوائل تتيح النقل الدقيق للجزيئات

العنوان: دراسة ثورية تكشف عن حركة جزيئية فعالة أحادية الاتجاه على الأسطح المعدنية

العنوان الفرعي: يتيح النهج الجديد التجميع المتحكم فيه من الأسفل إلى الأعلى للبنى النانوية على المستوى الذري

أظهرت دراسة نُشرت مؤخرًا أن البحث في محركات الجزيئات البلاستيكية قد اتخذ منعطفًا جديدًا ومثيرًا. اكتشف فريق من العلماء أن المحركات الجزيئية عالية الكفاءة يمكنها أيضًا العمل على الأسطح المعدنية دون الحاجة إلى عمليات تصميم وتوليف معقدة.

ركزت الأبحاث السابقة بشكل أساسي على دراسة المحركات الجزيئية في المحاليل وعلى الأسطح الصلبة، والتي تكون بمثابة نقاط مرجعية لتتبع حركتها. ومع ذلك، تتطلب هذه الجزيئات تصميمًا وتوليفًا معقدًا لأن الوظيفة الحركية يجب أن تكون مدمجة في التركيب الكيميائي. علاوة على ذلك، فإنها تظهر قيودًا مقارنة بوظائفها في الحلول على الأسطح الصلبة.

تُظهر الدراسة الثورية الجديدة الآن أن الحركة الجزيئية الفعالة ممكنة على الأسطح المعدنية حتى بدون عمليات التصميم والتوليف المعقدة. يجمع الباحثون بين البنية الجزيئية البسيطة والسطح المعدني، الذي لا يمتلك وحده وظيفة حركية. يتم تحفيز حركة هذه الجزيئات عن طريق نقل البروتون داخل الجزيئات، مما يؤدي إلى تعديل طبقات الطاقة المحتملة. يتحرك كل جزيء على طول خط مستقيم محدد ذريًا أحادي الاتجاه بنسبة 100 بالمائة.

ولإثبات فعالية هذه المحركات، تمكن الباحثون من نقل جزيئات أول أكسيد الكربون الفردية بطريقة خاضعة للرقابة. يفتح هذا الاختراق إمكانيات جديدة للتجميع المتحكم به من الأسفل إلى الأعلى للبنى النانوية على المستوى الذري.

نُشرت الدراسة في المجلة الشهيرة "Chemical Society Review" ويمكن الاطلاع عليها على الرابط التالي: [1].

يمثل هذا الاكتشاف علامة فارقة في تطوير المحركات الجزيئية ويمكن أن يكون له آثار مستقبلية في مجالات مختلفة، بما في ذلك علوم المواد وتكنولوجيا النانو والطب. إن القدرة على التحكم في الهياكل النانوية على المستوى الذري تفتح مجموعة متنوعة من التطبيقات الجديدة وتسمح للعلماء بإنشاء مواد مخصصة ذات خصائص فريدة.

لا يزال البحث في المحركات الجزيئية في مراحله الأولى، ولكن هذه الدراسة الواعدة تضع الأساس لمزيد من البحث في هذا المجال المثير. ويبقى أن نرى ما هي التطبيقات والاختراقات المحتملة التي يمكن تحقيقها في السنوات المقبلة.

مراجع:
[1] قاسم، س. وآخرون. المحركات الجزيئية الاصطناعية. الكيمياء. شركة نفط الجنوب. القس 46، 2592-2621 (2017).
المصدر: http://www.nature.com/articles/s41586-023-06384-y