 Японские исследователи обнаружили, что молекулярные машины могут легко манипулироваться, используя очень небольшое количество механической энергии, за счет того свойства, что они совокупляются на поверхности воды. Их выводы, как ожидается, вносят свой вклад в развитие базовой технологии для работы различных молекулярных машин, которые были изучены для их применения в качестве датчиков и других типов устройств.
Использование механической энергии для запуска машины хорошо было изучено на макроуровне. Однако из-за ограниченных доступных количественных методов, оно было плохо понято на нано-уровне, как показано в молекулярных машинах, как вся механическая сила распределяется и влияет на конформации и функциональность молекулы. Для того, чтобы применить механическую энергию на молекулярном уровне и свободно манипулировать машинами на том же уровне, важно понимать принципы работы, которые объясняют эти вопросы.
Исследователям недавно удалось взять подробные измерения на изменение конформации молекул по отношению к давлению, оказываемое на них по мере того, как они применили механическую энергию к молекулярным машинам, агрегированным на границе воздух-вода. В исследовании использовались молекулы бинафтила в качестве молекулярных машин. На разделении воздух-вода, молекулы бинафтила расположены в той же ориентации и выровнены, в пленку толщиной в одну молекулу. Когда исследователи применили внешнюю механическую энергию для сжатия и расширения этой пленки, перемещая раздел на поверхности воды, они смогли эффективно и многократно открывать и закрывать молекулы бинафтила. Таким образом, ученые пришли к выводу, что угол, под которым молекулы открываются и закрываются может управляться путем приложения очень небольшого усилий.
На сегодняшний день, конформационные изменения в молекулярных машинах были измерены в трех измерениях. В двумерном разделе воздух-вода, молекулярные механизмы являются более простыми. Кроме того, в то время как супрамолекулярные сборки являются очень малыми, их толщина видна только на молекулярном уровне, их площадь достаточно велика, чтобы они могли быть видимыми невооруженным глазом. Таким образом, изменение конформации молекулы может наблюдаться посредством точного контроля движение перегородки, которая может быть сдвинута вручную, с помощью машины.
|
