Bremse urværket

Fremskridt på vejen til smarte nanomaskiner:LMU-kemikere har ændret syntesen af ​​en molekylær motor for at reducere hastigheden af ​​dens lysdrevne rotation, dermed tillader forskerne at analysere bevægelsesmekanismen i fuldstændig detaljer.

LMU-kemikere ledet af Dr. Henry Dube har udviklet en ny metode til at syntetisere en næste generation af molekylære motorer. Ved at bruge denne metode "var vi i stand til at reducere hastigheden af ​​vores molekylære motor tilstrækkeligt til at tillade os at følge dens lysdrevne rotationsbevægelse i fuldstændig detalje, " siger Dube, der leder en Emmy Noether Junior Research Group i Institut for Kemi på LMU. Den nye undersøgelse vises i tidsskriftet Angewandte Chemie .

Den nye forbindelse, ligesom dets forgænger motormolekyle, som Dube og hans kolleger beskrev i et papir udgivet i Naturkommunikation i 2015, indeholder en carbon-carbon dobbeltbinding (C=C). Når de udsættes for lys, en del af molekylet roterer ensrettet omkring denne dobbeltbinding. I øvrigt, i modsætning til de fleste andre syntetiske motormolekyler, som drives af UV-lys, Dubes struktur kan sættes i gang af synligt lys – som er mindre energisk end UV. For at bremse rotationshastigheden, Dube og hans team udviklede en ny syntese, hvilket giver den ønskede struktur i fem trin. Den nye tilgang giver mulighed for inkorporering af voluminøse substituentgrupper i den endelige struktur, som begrænser vejen, der er åben til rotoren, effektivt reducere dens mobilitet og dermed føre til en lavere samlet rotationshastighed. Disse modifikationer gjorde det muligt for forskerne at observere alle fire af de forudsagte mellemprodukter, der skal krydses sekventielt i hver rotationscyklus, og gjorde dem i stand til at bekræfte, at motorens rotationsmåde faktisk er ensrettet.

Målet med Henry Dubes forskning er at udvikle de kemiske komponenter, der er nødvendige for konstruktionen af ​​såkaldte nanomaskiner – molekylære samlinger, hvis bevægelser og strukturelle tilstande kan styres af eksterne stimuli. Jo større grad af kontrol opnået, jo bredere rækkevidde af potentielle applikationer. Evnen til at reducere rotationshastigheden af ​​hemithioindigo-motoren åbner nu op for mulige anvendelser inden for katalyse eller i udviklingen af ​​smarte materialer, som kan manipuleres på en målrettet måde.