Molekulārie motori uz metāla virsmām: efektīva kustība bez šķidrumiem nodrošina precīzu molekulu transportēšanu

Molekulārie motori uz metāla virsmām: efektīva kustība bez šķidrumiem nodrošina precīzu molekulu transportēšanu

Nosaukums: Revolucionārs pētījums atklāj efektīvu, vienvirziena molekulāro kustību uz metāla virsmām

Apakšvirsraksts: Jaunā pieeja nodrošina kontrolētu nanostruktūru montāžu no apakšas uz augšu atomu mērogā

Pētījumi par plastmasas molekulu motoriem ir uzņēmuši jaunu aizraujošu pavērsienu, liecina nesen publicēts pētījums. Zinātnieku komanda ir atklājusi, ka ļoti efektīvi molekulārie motori var strādāt arī uz metāla virsmām, neprasot sarežģītus projektēšanas un sintēzes procesus.

Iepriekšējie pētījumi galvenokārt bija vērsti uz molekulāro motoru izpēti šķīdumos un uz cietām virsmām, kas kalpo par atskaites punktiem to kustības izsekošanai. Tomēr šīm molekulām ir nepieciešama sarežģīta konstrukcija un sintēze, jo motora funkcija ir jāintegrē ķīmiskajā struktūrā. Turklāt tiem ir ierobežojumi salīdzinājumā ar to funkcionalitāti risinājumos uz cietām virsmām.

Revolucionārais jaunais pētījums tagad parāda, ka efektīva molekulārā kustība ir iespējama uz metāla virsmām pat bez sarežģītiem projektēšanas un sintēzes procesiem. Pētnieki apvieno vienkāršu molekulāro struktūru ar metāla virsmu, kurai vienai nav motora funkcijas. Šo molekulu kustību izraisa intramolekulāra protonu pārnese, kas noved pie potenciālo enerģijas slāņu modulācijas. Katra molekula pārvietojas pa atomiski definētu taisnu līniju ar 100 procentiem vienvirziena.

Lai pierādītu šo dzinēju efektivitāti, pētniekiem izdevās kontrolētā veidā transportēt atsevišķas oglekļa monoksīda molekulas. Šis sasniegums paver jaunas iespējas kontrolētai nanostruktūru montāžai no apakšas uz augšu atomu mērogā.

Pētījums tika publicēts slavenajā žurnālā “Chemical Society Reviews”, un to var apskatīt šajā saitē: [1].

Šis atklājums ir pagrieziena punkts molekulāro motoru attīstībā, un tam var būt nākotnes ietekme uz dažādām jomām, tostarp materiālu zinātni, nanotehnoloģiju un medicīnu. Spēja kontrolēt nanostruktūras atomu līmenī paver dažādus jaunus lietojumus un ļauj zinātniekiem radīt pielāgotus materiālus ar unikālām īpašībām.

Molekulāro motoru izpēte joprojām ir agrīnā stadijā, taču šis daudzsološais pētījums ir pamats turpmākiem pētījumiem šajā aizraujošajā jomā. Atliek noskaidrot, kādus potenciālos pielietojumus un sasniegumus var sasniegt turpmākajos gados.

Atsauces:
[1] Kassem, S. et al. Mākslīgie molekulārie motori. Chem. Soc. Rev. 46, 2592–2621 (2017).
Avots: http://www.nature.com/articles/s41586-023-06384-y