Nanosubs får bedre fluorescerende egenskaber til sporing

Den næste generation af nanoubåde, der udvikles på Rice University, er blevet opgraderet med tags, der fluorescerer længere, som gør det muligt at spore undervandsfartøjerne i længere perioder, mens de bliver kørt gennem en løsning.

De enkeltmolekyle-køretøjer, der blev introduceret af Rice-laboratoriet af kemiker James Tour sidste år, kan en dag blive brugt til at levere medicin eller anden last. Den nye version bygget og testet med samarbejdspartnere ved Tel Aviv University i Israel er emnet for en nylig artikel i American Chemical Society journal Økologiske bogstaver .

Den første nanosub, USN-1, kunne overvåges, men ikke afbildes ved en teknik, der ville bestråle den med lys i meget korte tider. Men det gav ikke oplysninger om undervandsfartøjets bane, ifølge hovedforfatteren Víctor García-Lopéz, en tidligere Rice kandidatstuderende. Den nyeste model, 334-atomet USN-2, kan ses ved enkeltmolekylemikroskopi i mindst 1,5 sekunder, lang nok til 30 billeder video.

"Dette gør det muligt for os at spore banen for en enkelt nanosubmersible, Tour sagde. "Det burde føre til en bedre forståelse af, hvordan vores køretøjer bevæger sig."

Laboratoriet fastgjorde cyclooctatetraen (COT) til molekylets krop og motor for at forhindre dem i at blege, som slukker fluorescens. Den lysdrevne motor udviklet af videnskabsmænd i Holland er en halelignende ligand, der drejer omkring en million gange i sekundet. De nye subs, ligesom originalerne, er i stand til at bevæge sig 15 meter i sekundet over afstande på nanoskala, baseret på det tryk, der leveres af hver omdrejning af den roterende motor. Mellem de hyppige kollisioner, der stopper deres fremadgående bevægelse, Tour sagde, de er "de hurtigst bevægende molekyler, der nogensinde er set i opløsning."

Nanoubådene kan stadig ikke styres i traditionel forstand, sagde Tour. Holdet er i øjeblikket tilfredse med at opnå "forbedret diffusion", der lader dem finde ud af, hvordan man flytter et et-molekyle vehikel i en opløsning af tilsvarende størrelse molekyler.

"Det næste skridt er at spore disse nanoubåde i opløsning og se, om vi kan bruge dem til at levere last eller interagere med celler, " sagde Tour.