Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Molekylære motorer: Senker urverket

Anonim

Fremskritt på vei til smarte nanomachiner: Kjemikere av Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) i München har modifisert syntesen av en molekylær motor for å redusere hastigheten på sin lysdrevne rotasjon, slik at forskerne kan analysere mekanismen av bevegelse i fullstendig detalj.

annonse


LMU-kjemikere ledet av Dr. Henry Dube har utviklet en ny metode for å syntetisere en neste generasjon molekylære motorer. Ved hjelp av denne metoden "kunne vi redusere hastigheten på molekylmotoren tilstrekkelig for å tillate oss å følge sin lysdrevne rotasjonsbevegelse i fullstendig detalj, " sier Dube, som leder en Emmy Noether Junior Research Group i Institutt for kjemi ved LMU. Den nye studien vises i journalen Angewandte Chemie .

Den nye forbindelsen, som sin forgjengermotormolekyl, som Dube og hans kolleger beskrev i et papir publisert i Nature Communications i 2015, inneholder et karbon-karbon-dobbeltbinding (C = C). Når det er utsatt for lys, roterer en del av molekylet ensrettet rundt dette dobbeltbindingen. Dessuten, i motsetning til de fleste andre syntetiske motormolekyler, som drives av UV-lys, kan Dube struktur settes i bevegelse med synlig lys - som er mindre energisk enn UV. For å redusere rotasjonshastigheten utviklet Dube og hans team en ny syntese som gir den ønskede strukturen i fem trinn. Den nye tilnærmingen tillater innlemmelse av store substituentgrupper inn i den endelige strukturen, som innsnevrer banen som er åpen for rotoren, effektivt reduserer dens mobilitet og dermed fører til en lavere total rotasjonshastighet. Disse modifikasjonene tillot forskerne å observere alle fire av de forutsagte mellomprodukter som må sekvensielt krysses i hver rotasjonssyklus, og aktiverte dem til å bekrefte at motorens rotasjonsmåte er faktisk ensrettet.

Målet med Henry Dubes forskning er å utvikle de kjemiske komponentene som er nødvendige for bygging av såkalte nanomachiner - molekylære forsamlinger hvis bevegelser og strukturelle tilstander kan styres av eksterne stimuli. Jo større grad av kontroll som oppnås, desto bredere er potensialet av potensielle applikasjoner tilgjengelig. Evnen til å redusere rotasjonshastigheten til hemithioindigo-motoren åpner nå mulige anvendelser i katalyse eller i utviklingen av smarte materialer, som kan manipuleres på en målrettet måte.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Ludwig-Maximilians-Universitaet Muenchen (LMU) . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Henry Dube, Ludwig Alexander Huber, Kerstin Hoffmann, Stefan Thumser, Niklas Böcher, Peter Mayer. Direkte observasjon av Hemithioindigo-Motor Unidirectionality . Angewandte Chemie International Edition, 2017; DOI: 10.1002 / anie.201708178