Molekulaarmootorid metallpindadel: Tõhus liikumine ilma vedeliketa võimaldab molekulide täpset transporti

Molekulaarmootorid metallpindadel: Tõhus liikumine ilma vedeliketa võimaldab molekulide täpset transporti

Pealkiri: Revolutsiooniline uuring paljastab tõhusa, ühesuunalise molekulaarse liikumise metallpindadel

Alapealkiri: uudne lähenemisviis võimaldab nanostruktuuride kontrollitud alt-üles kokkupanekut aatomi skaalal

Hiljuti avaldatud uuring näitab, et plastmolekulidega mootorite uurimine on võtnud põneva uue pöörde. Teadlaste meeskond on avastanud, et ülitõhusad molekulaarmootorid võivad töötada ka metallpindadel, ilma et oleks vaja keerukaid projekteerimis- ja sünteesiprotsesse.

Varasemad uuringud on keskendunud peamiselt molekulaarmootorite uurimisele lahustes ja tahketel pindadel, mis on nende liikumise jälgimise võrdluspunktid. Need molekulid nõuavad aga keerulist disaini ja sünteesi, kuna motoorne funktsioon peab olema integreeritud keemilisesse struktuuri. Lisaks on neil piiranguid võrreldes nende funktsionaalsusega tahkete pindade lahendustes.

Revolutsiooniline uus uuring näitab nüüd, et tõhus molekulaarne liikumine on metallpindadel võimalik ka ilma keerukate projekteerimis- ja sünteesiprotsessideta. Teadlased ühendavad lihtsa molekulaarstruktuuri metallpinnaga, millel üksi ei ole motoorset funktsiooni. Nende molekulide liikumise käivitab molekulisisene prootonite ülekanne, mis viib potentsiaalsete energiakihtide modulatsioonini. Iga molekul liigub mööda aatomiliselt määratletud sirgjoont 100-protsendilise ühesuunalisusega.

Nende mootorite tõhususe demonstreerimiseks õnnestus teadlastel üksikuid süsinikmonooksiidi molekule kontrollitult transportida. See läbimurre avab uued võimalused nanostruktuuride kontrollitud alt-üles kokkupanekuks aatomi skaalal.

Uuring avaldati tunnustatud ajakirjas "Chemical Society Reviews" ja seda saab vaadata järgmisel lingil: [1].

See avastus kujutab endast verstaposti molekulaarmootorite arendamisel ja võib tulevikus avaldada mõju mitmesugustele valdkondadele, sealhulgas materjaliteadusele, nanotehnoloogiale ja meditsiinile. Võimalus juhtida nanostruktuure aatomitasandil avab mitmeid uusi rakendusi ja võimaldab teadlastel luua ainulaadsete omadustega kohandatud materjale.

Molekulaarsete mootorite uurimine on alles algusjärgus, kuid see paljutõotav uuring paneb aluse edasistele uuringutele selles põnevas valdkonnas. Jääb näha, milliseid potentsiaalseid rakendusi ja läbimurdeid on lähiaastatel võimalik saavutada.

Viited:
[1] Kassem, S. jt. Kunstlikud molekulaarmootorid. Chem. Soc. Rev. 46, 2592–2621 (2017).
Allikas: http://www.nature.com/articles/s41586-023-06384-y