Сделан шаг вперед для молекулярных машин

схожие новости

Антенна ближнего инфракрасного диапазона приводит в действие наноразмерный двигатель.

По информации международного портала «COSMOS», европейские химики достигли давней цели в области молекулярных машин, разработав наномасштабный двигатель, который эффективно работает от света, близкого к инфракрасному.

Эта миниатюрная управляемая машина является новейшей разработкой в ​​развивающейся области, которая охватывает химию и материаловедение, с приложениями в новых материалах, датчиках и системах хранения энергии.

Химики сначала решили проблему, пытаясь связать молекулы механическими связями вместо обычных ковалентных связей, и таким образом создать современные молекулы с множеством движущихся частей. Первые успехи были достигнуты в 1950-х и 60-х годах, но вскоре прекратились, и ученые изо всех сил пытались произвести достаточно молекул, чтобы оправдать все более и более сложные методы.

Вместо этого первая молекулярная машина возникла в результате другого подхода — фотохимии. Основываясь на ее принципах и годах новаторских фундаментальных исследований в области связывания молекул, голландский химик Бен Феринга провел первую успешную демонстрацию молекулярной машины в 1999 году.

Молекулярные машины сейчас находятся примерно на той же стадии, что и первые машины промышленной революции.

Ввод энергии был в центре внимания нового исследования, проводимого лабораторией Феринги в Университете Гронингена в Нидерландах. Ранние молекулярные машины, такие как лопасти молекулярного ротора Феринга, питались ультрафиолетовым светом более высокой энергии. Но чтобы использовать эти машины в биологических приложениях, они должны работать от света меньшей интенсивности, который не будет вредным для окружающих материалов.

Это исследование демонстрирует, что молекулярные двигатели могут работать от света, близкого к инфракрасному, путем присоединения к двигателю дополнительного компонента: миниатюрной «антенны». Антенна поглощает два фотона низкой энергии вместо одного фотона высокой энергии, а затем передает энергию на двигатель.

«Чтобы система работала, уровни энергии антенны и двигателя должны быть точно настроены. Также требовался линкер, который позволял бы прикрепить антенну, не мешая вращению двигателя», — говорит Лукас Пфайфер, доктор наук.

Эта область по-прежнему изобилует проблемами, которые нужно решить разработчикам молекул, но следующие десятилетия исследований могут вызвать взрыв новых технологий. Тем не менее, прямо сейчас у нас есть ответ на первоначальный вопрос ученых — насколько маленькими мы можем делать машины? По крайней мере, в тысячу раз тоньше, чем прядь волос.

Читать еще

Комментарий

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

Популярные новости

Ученые из Великобритании выявили опасность некоторых кондиционеров

Ученые из Великобритании пришли к выводу, что кондиционеры воздуха, рециркулирующие воздух непроветриваемого помещения снова и снова, необходимо выключать. Как утверждают журналисты международного издания «‎The...

На МКС отказала российская система получения кислорода

Как следует из переговоров членов экипажа с Землей, на Международной космической станции (МКС) в российском модуле «Звезда» отказала система получения кислорода. Один из российских космонавтов...

Ученые моделируют астрофизическую турбулентность с наивысшим разрешением в мире

Квантовый физик Ричард Фейнман однажды назвал турбулентность «самой важной нерешенной проблемой классической физики». Даже после столетий исследований ученые все еще пытаются понять сложную и...

Мощнейший ракетный двигатель в Китае прошёл огневые испытания

Самый мощный на данный момент в Китайской Народной Республике секционный твердотопливный ракетный двигатель гражданского назначения успешно завершил огневые тесты 30 декабря. Об этом в...

Учеными найден механизм влияния кишечника на настроение

Во Франции ученые выяснили, что стресс способен изменять состав микрофлоры, этим снижая полноценную работу эндоканнабиноидной системы, что может довести до депрессии. То, что кишечные бактерии...

Ученые сравнили результативность пива и парацетамола при головных болят

Уже не один год ученые проводят анализы, касающиеся состава пива. Довольно давно выяснилось, что периодическое употребление этого напитка помогает улучшить память, приводит в норму...

Почему стоит надеяться на улучшение окружающей среды в 2021 году

В этом году намечен ряд процессов, чтобы помочь добиться в будущем низкого уровня выброса углерода. За 25 лет работы с сообщениями об обновлении окружающей...

Новые взгляды на квантовые скачки бросают вызов основным принципам физики

Один из самых основных процессов в природе — переход субатомной частицы между дискретными энергетическими состояниями. Этот процесс удивительно сложен и иногда непредсказуем, как показывают...

Смертность от COVID-19 в США может резко возрасти

Кристофер Петрилли, врач-терапевт из Нью-Йорка, оказывал помощь госпитализированным пациентам с COVID-19, когда город был в эпицентре пандемии в США ранней весной. Он вспоминает, что...