모든 상처: 가역적인 분자 소용돌이

모든 상처: 가역적인 분자 소용돌이
날짜:
2022년 6월 6일
원천:
미국 화학 학회
요약:
지난 수십 년 동안 연구자들은 다른 분자를 회전시키거나 왕복시키는 아주 작은 분자 기계를 만들었습니다. 그러나 이러한 작은 장치가 생성하는 기계적 작업과 힘을 결정하는 것은 어렵습니다. 이는 나노로봇이나 인공 근육으로 사용할 때 중요합니다. 이제 연구자들은 회전 장난감처럼 비틀거나 풀리는 분자 모터를 보고하여 회전의 ​​에너지와 토크를 측정할 수 있습니다.

지난 수십 년 동안 연구자들은 다른 분자를 회전시키거나 왕복시키는 아주 작은 분자 기계를 만들었습니다. 그러나 이러한 작은 장치가 생성하는 기계적 작업과 힘을 결정하는 것은 어렵습니다. 이는 나노로봇이나 인공 근육으로 사용할 때 중요합니다. 이제 미국 화학 학회지(Journal of the American Chemical Society )에서 연구원들은 회전 장난감처럼 비틀거나 풀리는 분자 모터를 보고하여 회전의 ​​에너지와 토크를 측정할 수 있습니다.

자연은 이미 박테리아를 추진하는 머리카락 같은 편모에서 또는 에너지 저장 화합물인 아데노신 삼인산(ATP)을 생성하는 회전 효소에서 다양한 분자 기계를 만듭니다. 연구원들은 수송기 또는 펌프로 사용하거나 기계적 에너지를 저장 및 방출할 수 있는 재료를 만드는 것을 목표로 자체 버전을 만들어 왔습니다. 현재 많은 설계가 존재하지만 반복적인 회전을 위해 설계하고 얼마나 많은 작업(또는 멀리 떨어진 거리에 적용되는 힘)을 측정할 수 있는지 측정하는 것은 여전히 ​​어렵습니다. 그래서 Nicolas Giuseppone과 동료들은 가역적인 순환 운동을 하는 분자 기계를 만들기 시작했습니다.

연구원들은 중심에 회전 모터가 있고 두 루프 각각에 폴리머 사슬이 있는 8자 모양의 분자 기계를 만들었습니다. 자외선은 8자 모양의 교차점에서 회전을 활성화하고 루프가 서로를 한 번, 두 번 또는 세 번 꼬이게 만듭니다. 불을 끄면 작은 고리가 있는 기계가 점차 풀리면서 마치 빙빙 도는 장난감이 풀리듯 긴장을 풀어줍니다. 그런 다음 연구원들은 일, 힘 및 토크를 계산하기 위해 서로 다른 온도에서 비틀림 풀림 실험을 수행했습니다. Whirligig는 ATP를 생성하는 잘 알려진 효소와 유사한 토크를 발휘하여 이러한 작은 기계에 의해 저장 및 방출될 수 있는 기계적 에너지에 대한 유망한 모습을 제공합니다.