Un equipo de científicos de la Universidad de Ohio, el Laboratorio Nacional de Argonne, la Universitié de Toulouse en Francia y el Instituto Nara de Ciencia y Tecnología en Japón dirigidos por el Profesor de Física OHIO Saw-Wai Hla y la Prof. Gwenael Rapenne de Toulouse desarrollaron una hélice molecular quepermite rotaciones unidireccionales en una superficie de material cuando se energiza.
En la naturaleza, las hélices de moléculas son vitales en muchas aplicaciones biológicas que van desde la bacteria de la natación hasta el transporte intracelular, pero las hélices moleculares sintéticas, como lo que se ha desarrollado, pueden operar en entornos más duros y bajo un control preciso. Este nuevo desarrollo esUna hélice molecular de múltiples componentes especialmente diseñada para operar en superficies sólidas. Esta pequeña hélice está compuesta de tres componentes: un engranaje molecular en forma de trinquete como base, una hélice de tres palas y un átomo de rutenio que actúa como un cojinete de bolas atómico que conecta el2. El tamaño de la hélice es de solo 2 nanómetros nm de ancho y 1 nm de alto.
"Lo especial de nuestra hélice es su diseño de múltiples componentes que se vuelve quiral en la superficie del cristal dorado, es decir, forma engranajes inclinados hacia la derecha o hacia la izquierda", dijo Hla. "Esta quiralidad dicta la dirección de rotación cuando se energiza".
Hla y su equipo también han podido manipular y registrar mecánicamente las rotaciones escalonadas de la molécula. Esto les permite comprender los movimientos detallados a nivel de molécula única, permitiendo una visualización directa de la rotación de las hélices moleculares individuales a partir de imágenes adquiridas encada paso de rotación.
La rotación se produce por un campo eléctrico aplicado, por transferencia de energía electrónica o por fuerza mecánica con una punta de microscopio de túnel de exploración. A través de este suministro de energía, los científicos pueden controlar la rotación y apagar la hélice al negarle energía.
Aunque la hélice molecular desarrollada aquí es para investigar la comprensión fundamental de su funcionamiento, tales hélices moleculares pueden encontrar aplicaciones potenciales de catalizadores a medicamentos.
Las máquinas moleculares se han convertido recientemente en un tema de tendencia en nanotecnología, y el interés en esta área de investigación aumentó cuando se otorgó el Premio Nobel de Química 2016 por el "diseño y síntesis de máquinas moleculares".
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Materiales proporcionados por Universidad de Ohio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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