Die Zukunft von Molekularen und Supramolekularen Einheiten

durch Professor Paul Weiss

Professor Paul S. Weiss, Direktor, Institut Kaliforniens NanoSystems; Professor von Chemie und von Biochemie; Stuhl Freds Kavli in NanoSystems-Wissenschaften, University of California, Los Angeles
Entsprechender Autor: psw@cnsi.ucla.edu

Das Konstruieren, die Synthetisierung, das Zusammenbauen, das Bedienen und die messenden molekularen Einheiten geben uns die Fähigkeit, die äußersten Grenzen der Funktion zu studieren.1-4 Wir suchen, die Regeln und die Grenzen zu verstehen, die mit solchen Einheiten verbunden sind, die angenommen sind, wir in der Lage sind, die genauen Stellungen und die Anschlüsse aller Atome in der gesamten Anlage zu kennen. Experimente, Theorie und Simulationen werden im Konzert zu diesem Zweck verwendet.

Während niemand die Mittelwerte, diese Moleküle und Einheiten in Funktionsarchitektur für technologischen Gebrauch „zu verdrahten“ gefunden hat, können wir erforschen, wie weite genaue Zellen möglicherweise gedrückt würden, prüfen den Umfang, in dem Übersprechen und Störung von dicht gepackten Einheiten Leistung beeinflussen, und aufklären die Rolle der Umgebung auf Funktion und Stabilität.

Neue nanoscale Hilfsmittel haben unsere Erforschung und schließlich die Manipulation der Atom-schuppe Welt aktiviert. Zusätzlich zu den strukturellen Maßen lokale Spektren über dem Rotations erwerbend, ist Schwingungs- und elektronische Energiebereiche möglich geworden. Lokale „Vorgangsspektren“ können verwendet werden, um die Energieschwellwerte für Antrag und andere Dynamik zu bestimmen. Funktionsmaße an diesen Schuppen im Verbindung mit dem oben genannten aktivieren jetzt umfassende Ansichten der Verhältnisse zwischen Molekülstruktur, Einheit und Interaktionen und Operation.4

Wie nanoscale Hilfsmittel hoch entwickelter werden, also unsere Fähigkeit, die in zunehmendem Maße komplexen, genauen supramolekularen Zellen und die Einheiten zu konstruieren tun und zusammenzubauen. „Trennte“ Spezies auf Oberflächen und in esteuerten Grundmassen kann gemacht werden, um auf vorhersagbare Arten und mit hoher Leistungsfähigkeit zu arbeiten.2,3 Die Situation ändert, wenn einige Funktions- oder zusammenwirkende Bauteile zusammen gelegt werden. Solche Interaktionen können konstruiert werden, um eine Montage oder einen Zustand der Anlage zu stabilisieren, oder sogar die Anlage zu verhören, indem man räumliche Verhältnisse begrenzt. Alle diese Möglichkeiten ahmen biologische Bauteile und Anlagen nach. Wir werden aktuell durch unsere Fähigkeit, diese Anlagen zu prüfen begrenzt.

Taste zur Zukunft ist, verstehend und ausnutzend solche Interaktionen, um höherer Ordnung und größere Komplexität zu aktivieren Funktion.5 Dieses muss möglicherweise steuernde genaue Abstände umfassen, um Übersprechen, Erregungsübertragung und mechanische Störung (sterische Behinderung) zu begrenzen. Ebenso werden molekulare und supramolekulare Anlagen schließlich konstruiert möglicherweise, um mit der Leistungsfähigkeit hierarchisch zu arbeiten, die mit denen rivalisiert, die in den biologischen Anlagen gefunden werden.


Bezüge

1. Z.J. Donhauser, B.A. Mantooth, K.F. Kelly, L.A. Bumm, J.D. Monnell, J.J. Stapleton, Jr. D.W. Price, D.L. Allara, J.M. Tour und P.S. Weiss, Leitfähigkeits-Schaltung in den Einzelnen Molekülen durch Angleichbare Änderungen, Wissenschaft 292, 2303 (2001).
2. P.S. Weiss, FunktionsMoleküle und Einheiten in Esteuerten Umgebungen: Entstehung und Maße, Rechnungen Chemischer Forschung 41, 1772 (2008).
3. A.S. Kumar, T. YE, T. Takami, B. - C. Yu, A.K. Flatt, J.M. Tour und P.S. Weiss, Umschaltbare Foto-Schaltung von Einzelnen Azobenzene-Molekülen in Esteuerten Nanoscale-Umgebungen, Nano-Schreiben 8, 1644 (2008).
4. A.M. Moore und P.S. Weiss, Funktions- und Spektralanalytische Maße mit Scannen-Tunnelbau-Mikroskopie, Jahresübersichten Analytischer Chemie 1, 857 (2008).
5. D.B. Li, R. Baughman, T.J. Huang, J.F. Stoddart und P.S. Weiss, Molekulare, Supramolekulare und Makromolekulare Motoren und Künstliche Muskeln, FRAU Bulletin 34, 671 (2009).
6. Unsere Arbeit in diesem Bereich wird aktuell durch die National Science Foundation, das Energieministerium und die Kavli-Basis unterstützt.

Copyright AZoNano.com, Professor Paul S. Weiss (University of California, Los Angeles)

Date Added: Apr 28, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 01:24

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