O singură moleculă în formă de fulg de zăpadă deasupra unei foi de aur se poate întoarce ca o roată dințată. Prin construirea acestei componente de bază a unei mașini, cercetătorii raportează într-un viitor Materiale de natură au creat un bloc pentru dispozitive miniaturale complexe.
„Acesta este un alt roți din roată pentru dezvoltarea mașinilor moleculare”, spune James Tour, chimist la Universitatea Rice din Houston.
Carlos Manzano de la Institutul de Cercetare și Inginerie a Materialelor din Singapore și colegii săi au construit echipamentul din hexa-t-butil-pirimidopentafenilbenzen, care are un miez central cu șase inele proeminente și are o lățime de numai nanometri. Unul dintre cele șase inele diferă ușor de celelalte, permițând echipei să urmărească rotația moleculei.
Cu vârful ultrafin al unui microscop cu scanare tunel, Manzano și echipa sa au reușit să alunece moleculele pe o foaie de aur. Dar pentru a transforma molecula într-un angrenaj, cercetătorii au vrut să o prindă ferm pe loc, astfel încât să o poată roti în mod fiabil.
Titluri Știri științifice, în căsuța dvs. de e-mail
Titluri și rezumate ale celor mai recente articole Știri științifice, livrate în căsuța dvs. de e-mail în fiecare joi.
multumim pentru inregistrare!
A apărut o problemă la înregistrarea dvs.
Impuritățile de dimensiunea unui atom din foaia de aur (a căror natură exactă este încă misterioasă) s-au dovedit a fi un loc bun pentru a lipi o moleculă, spune Manzano. Atunci când o moleculă era centrată pe o umflătură minusculă, un ghiont cu microscopul tunel de scanare trimitea picioarele moleculei să se rotească ușor, în timp ce centrul rămânea staționar. Alte axe, inclusiv un atom de aur, nu au funcționat la fel de bine. Când a fost împinsă, o moleculă deasupra unui atom de aur s-a deplasat până când atomul de aur a fost blocat între două picioare, creând o încurcătură moleculară.
Rotirea controlabilă poate permite în cele din urmă transferul de mișcare între diferite părți minuscule, deschizând ușa pentru mașini mici. „Ceea ce am făcut aici este să construim și să controlăm o componentă de bază, dar la o scară infinitezimal mai mică”, spune Manzano.
Diferite tipuri de molecule care își schimbă forma ca răspuns la semnale pot, într-o zi, să pună roțile de viteză să se întoarcă fără ca un microscop de scanare cu tunel să se pună. Charlie Sykes, om de știință de suprafață la Universitatea Tufts din Medford, Massachusetts, spune: „În viitor, ar fi bine să folosiți electricitatea sau lumina pentru a face mișcare”. Rețele de miliarde de angrenaje legate între ele ar putea fi folosite pentru a face noi tipuri de materiale care ar putea transmite mișcarea în spațiu, spune el.
Mașinile minuscule care pot lucra sunt încă departe. Cercetătorii trebuie să-și dea seama cum să facă o treaptă de viteză să transforme o altă viteză fără a se bloca, o problemă pe care Manzano și colegii săi au întâlnit-o cu molecula lor. „În acest moment, suntem încă foarte departe de a vedea orice aplicații posibile care ar putea fi numite o mașină de molecule”, spune Manzano.