Un equipo de químicos en Ludwig-Maximilians-Universitaet LMU en Munich ha acoplado con éxito el movimiento dirigido de un motor molecular activado por la luz a una unidad química diferente, dando así un paso importante hacia la realización de nanomáquinas sintéticas.
Los motores moleculares son compuestos químicos que convierten la energía en movimientos dirigidos. Por ejemplo, es posible hacer que un sustituyente unido a un enlace químico específico gire unidireccionalmente cuando se expone a la luz de una determinada longitud de onda. Por lo tanto, las moléculas de este tipo son de gran tamaño.interés como unidades impulsoras para nanomáquinas. Sin embargo, para realizar un trabajo útil, estos motores deben integrarse en conjuntos más grandes de tal manera que sus movimientos mecánicos puedan acoplarse efectivamente a otras unidades moleculares. Hasta ahora, este objetivo se ha mantenido fuera deEl Dr. Henry Dube, químico de la LMU, es un destacado especialista en el campo de los motores moleculares. Ahora él y su equipo han dado un paso importante hacia el logro de este objetivo. Según informan en la revista Angewandte Chemie han logrado acoplar el movimiento unidireccional de un motor químico a una unidad receptora y han demostrado que el motor no solo puede hacer que el receptor gire en la misma dirección, sino que al mismo tiempo acelera significativamente su rotación.
El motor molecular en la configuración de Dube se basa en la molécula hemithioindigo, que contiene un doble enlace de carbono móvil -C = C-. Cuando el compuesto se expone a la luz de una longitud de onda específica, este enlace gira unidireccionalmente ".En un artículo publicado en 2018, pudimos demostrar que esta rotación direccional de doble enlace podría transmitirse por medio de un 'cable' molecular a la rotación de un solo enlace de carbono de una unidad molecular secundaria ", dice Dube." Este enlace único en sí mismo gira al azarbajo la influencia de las fluctuaciones de temperatura. Pero, gracias al acoplamiento físico entre ellas, el movimiento unidireccional del motor impulsado por la luz se transmite al enlace único, que se ve obligado a girar en la misma dirección ".
Para verificar que el enlace 'motorizado' impulsaba activamente el movimiento del enlace simple, y no simplemente sesgando su dirección de rotación, Dube y sus colegas agregaron un freno al sistema que redujo el movimiento térmico del enlace único. La modificaciónse aseguró de que el motor tuviera que gastar energía para superar el efecto del freno y hacer que el enlace simple gire ". Este experimento nos permitió confirmar que el motor realmente determina la velocidad de rotación del enlace simple, yde hecho, aumenta en varios órdenes de magnitud ", explica Dube.
Tomados en conjunto, estos resultados proporcionan información detallada sin precedentes sobre el modo de operación de una máquina molecular integrada. Además, la configuración experimental permitió a los autores cuantificar la energía potencial disponible para impulsar el trabajo útil, dando así la primera indicación de cuántoEl trabajo puede ser realizado efectivamente por un solo motor molecular en condiciones realistas. "Nuestro próximo desafío será demostrar que la energía transmitida en este sistema puede utilizarse para realizar un trabajo útil a escala molecular", dice Dube.
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Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universität München . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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