[ad_1]

چشم انداز آینده برای کوچک سازی مجموعه ای از موتورهای مولکولی مصنوعی را ایجاد کرده است که توسط تعدادی از منابع انرژی تأمین می شوند و می توانند حرکات مختلفی را انجام دهند. اکنون یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه فردریش-الکساندر-دانشگاه ارلانگن-نورنبرگ (FAU) موفق به کنترل واکنش کاتالیز با استفاده از یک موتور کنترل شده توسط نور شده است. این ما را یک قدم به تحقق چشم انداز یک کارخانه نانو نزدیک می کند که در آن ترکیبی از ماشین آلات مختلف مانند سلول های بیولوژیکی با هم کار می کنند. نتایج در مجله انجمن شیمی آمریکا.

قوانین مکانیک همیشه قابل اجرا نیست

طبق تعریف ، یک موتور انرژی را به نوع خاصی از انرژی جنبشی تبدیل می کند. به عنوان مثال ، در سطح مولکولی ، پروتئین میوزین می تواند با استفاده از انرژی شیمیایی انقباضات عضلانی ایجاد کند. چنین نانو ماشین هایی اکنون می توانند به صورت مصنوعی تولید شوند. با این حال ، مولکول های مورد استفاده بسیار کوچکتر از پروتئین ها و به طور قابل توجهی پیچیدگی کمتری دارند.

پروفسور دکتر هنری دوبت ، رئیس شیمی آلی I در FAU می گوید: “قوانین فیزیک مکانیک به سادگی در سطح مولکولی قابل اجرا نیست.” وی توضیح می دهد که به عنوان مثال اینرسی در این سطح وجود ندارد. با حرکت براونی ، ذرات دائماً در حال حرکت هستند. وی توضیح می دهد: “فعال كردن یك موتور چرخان كافی نیست ، شما باید یك مكانیسم ضامن دار را روشن كنید كه از چرخش آن به عقب جلوگیری می كند.”

در سال 2015 ، هنگام حضور در LMU در مونیخ ، پروفسور Dubet و تیمش یک موتور مولکولی مخصوصاً سریع تولید کردند که از نور مرئی نیرو می گرفت. در سال 2018 ، آنها اولین موتور مولکولی را تولید کردند که فقط از نور تأمین می شود و مستقل از دمای محیط کار می کند. یک سال بعد ، آنها نوعی ایجاد کردند که نه تنها می تواند چرخش داشته باشد ، بلکه همچنین می تواند یک شکل هشت حرکت را انجام دهد. تمام موتورها بر اساس مولکول hemithioindigo ، یک نوع نامتقارن از رنگ نیل طبیعی است ، جایی که یک اتم گوگرد به جای اتم نیتروژن قرار می گیرد. یک قسمت از مولکول در چند مرحله در جهت مخالف قسمت دیگر مولکول می چرخد. مراحل انرژی توسط نور مرئی ایجاد شده و مولکول ها را اصلاح می کند تا واکنش های برگشتی مسدود شود.

کاتالیزورهای استاندارد در حال استفاده

هنری دوب دوبله پس از پیوستن به FAU برای اولین بار از یک موتور چرخان در سال 2015 برای کنترل یک فرآیند شیمیایی جداگانه استفاده کرد. این چهار پله به دور پیوند دوگانه کربنی همتیو اندیگو حرکت می کند. برای کنترل واکنش کاتالیزور می توان از دو مرحله چهار مرحله ای ناشی از واکنش نوری استفاده کرد. این شیمیدان توضیح می دهد: “نور سبز یک ساختار مولکولی ایجاد می کند که کاتالیزوری را به hemithioindigo متصل می کند و نور آبی باعث آزاد شدن کاتالیزور می شود.”

از یک کاتالیزور استاندارد که فاقد اتم فلز است استفاده می شود. با استفاده از نیروهای الکترواستاتیک ، کاتالیزور توسط یک پیوند هیدروژن بر روی یک اتم اکسیژن در مولکول موتور متصل می شود. “در اصل ، می توان از همه کاتالیزورهایی که از پیوند هیدروژن استفاده می کنند استفاده کرد.” مزیت بزرگ hemithioindigo این است که ساختار ذاتی آن دارای مکانیسم کاتالیزور است. ” پروفسور دوبت توضیح می دهد ، در غیر این صورت باید با کمک سنتز شیمیایی اضافه شود.

چرخش موتور hemithioindigo توسط نور مرئی کنترل می شود. در عین حال ، این سیستم اجازه می دهد تا یک کاتالیزور هدف قرار داده شود که باعث تسریع یا کند شدن واکنش های شیمیایی مورد نظر شود. پروفسور دوب می گوید: “این پروژه گامی مهم در جهت ادغام موتورهای مولكولی در فرآیندهای شیمیایی به سادگی و به روش های مختلف است.” “این به ما امکان می دهد داروهای پیچیده را با درجه بالایی از دقت ، با استفاده از ماشین آلات مولکولی به عنوان یک خط تولید در آینده ، سنتز کنیم.”


چرخش در یک مسیر هشت شکل


اطلاعات بیشتر:
کرستین گریل و همکاران ، کنترل رله فوق مولکولی ارگانوکاتالیز با موتور مولکولی مبتنی بر Hemithioindigo ، مجله انجمن شیمی آمریکا (2020) DOI: 10.1021 / jacs.0c09519

تهیه شده توسط دانشگاه ارلانگن-نورنبرگ

نقل قول: یک نانو ماشین کنترل نور ، تجزیه و تحلیل را کنترل می کند (2020 ، 23 نوامبر) در 23 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-light-controle-nanomachine-catalysis.html استخراج شده است

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir