Химики создали быстрые "наносубмарины"

Американские химики из университетов Райса и штата Северной Каролины создали одномолекулярную машину, плавающую в растворе на ультрафиолетовом «приводе». Об этом сообщило мировое научное издание Nano Letters.

Машина представляет собой большую органическую молекулу с подвижной частью, являющейся некоторым аналогом винта, каждое движение которого перемещает молекулу приблизительно на девять нанометров. Исследователи синтезировали четыре различных вещества: молекулу без ротора, молекулу с быстрым ротором, вращение которого ограничено одним направлением, молекулу без ограничения и молекулу с медленным ротором, структуру которых они подтвердили с помощью метода ядерного магнитного резонанса. Динамику движения машин ученые изучали с помощью конфокальной флуоресцентной корреляционной микроскопии одиночных молекул. Применяемый метод позволил исследователям вычислить коэффициент диффузии молекул в жидкости, а из него определить скорость передвижения машин. Динамику движения машин ученые изучали с помощью конфокальной флуоресцентной корреляционной микроскопии одиночных молекул. Применяемый метод позволил исследователям вычислить коэффициент диффузии молекул в жидкости, а из него определить скорость передвижения машин.

Читайте также: Ученые знают, как увеличить урожайность томатов

За пятьсот наносекунд (время между «тактами» работы мотора молекулы) молекула перемещается приблизительно на 17 нанометров, в конечном итоге скорость передвижения молекулы составляет около двух сантиметров в секунду. И хотя эта величина кажется маленькой, для мира нанообъектов это невероятно много: по словам Джеймса Тура, одного из авторов данной работы, это самые быстрые молекулы, передвигающиеся в растворе. Молекулярный мотор работает в четыре «такта»: при облучении ультрафиолетовым светом двойная связь, ограничивающая движение ротора, разрывается, ротор проворачивается на четверть оборота, затем стремясь к более выгодному стерическому (пространственному) состоянию проворачивается еще на четверть оборота. Процесс повторяется до тех пор, пока молекулу облучают светом. Группа Тура имеет большой опыт работы с молекулярными машинами. Ранее они представили органический «нанодрагстер» с фуллереновыми колесами, осями и независимой подвеской, который умел «ездить» по поверхности.