O Futuro de Dispositivos Moleculars e Supramoleculares

pelo Professor Paul Weiss

Professor Paul S. Weiss, Director, Instituto de Califórnia NanoSystems; Professor da Química e da Bioquímica; Cadeira de Fred Kavli em Ciências de NanoSystems, University Of California, Los Angeles
Autor Correspondente: psw@cnsi.ucla.edu

O Projecto, a sintetização, a montagem, o funcionamento, e os dispositivos moleculars de medição dão-nos a capacidade para estudar os limites finais de função.1-4 Nós procuramos compreender as regras e os limites associados com tais dispositivos dados que nós podemos conhecer as posições e as conexões precisas de todos os átomos no sistema inteiro. As Experiências, a teoria, e as simulações são usadas no concerto com tal fim.

Quando ninguém vier acima com os meios “prender” estes moléculas e conjuntos em arquiteturas funcionais para o uso tecnologico, nós podemos explorar como as estruturas precisas distantes puderam ser empurradas, testamos a extensão a que a interferência e a interferência de dispositivos densa embalados afectam o desempenho, e explicamos o papel do ambiente na função e na estabilidade.

As ferramentas Novas do nanoscale permitiram nossa exploração e finalmente a manipulação do mundo da atômico-escala. Além do que medidas estruturais, adquirindo espectros locais através do rotatório, as escalas da energia vibracional, e eletrônica tornaram-se possíveis. Da “os espectros Locais acção” podem ser usados para determinar os pontos iniciais da energia para o movimento e a outra dinâmica. As medidas Funcionais nestas escalas em combinação com o acima estão permitindo agora ideias detalhadas dos relacionamentos entre a estrutura molecular, o conjunto e as interacções, e a operação.4

Como as ferramentas do nanoscale se tornam mais sofisticadas, assim que se fazem nossa capacidade para projectar e montar estruturas e dispositivos supramoleculares cada vez mais complexos, precisos. “Isolou” a espécie em superfícies e em matrizes controladas pode ser feito para funcionar em maneiras predizíveis e com eficiências elevadas.2,3 A situação muda quando um número de componentes funcionais ou interagindo são colocados junto. Tais interacções podem ser projectadas estabilizar um conjunto ou um estado do sistema, ou mesmo interrogar o sistema forçando relacionamentos espaciais. Todas estas possibilidades imitam componentes e sistemas biológicos. Nós somos limitados actualmente por nossa capacidade para sondar estes sistemas.

A Chave ao futuro será compreensiva e exploradora tais interacções a fim permitir uma função mais alta do pedido e a maior complexidade.5 Isto pode precisar de incluir afastamentos precisos de controlo a fim limitar a interferência, a transferência da excitação, e a interferência mecânica (obstáculo steric). Igualmente, os sistemas moleculars e supramoleculares podem finalmente ser projectados funcionar hieràrquica com as eficiências que rivalizam aquelas encontradas em sistemas biológicos.


Referências

1. Z.J. Donhauser, B.A. Mantooth, K.F. Kelly, L.A. Bumm, J.D. Monnell, J.J. Stapleton, Jr. de D.W. Preço, D.L. Allara, J.M. Visita, e P.S. Weiss, Interruptor em Únicas Moléculas através das Mudanças Conformational, Ciência 292 da Condutibilidade, 2303 (2001).
2. P.S. Weiss, Moléculas Funcionais e Conjuntos em Ambientes Controlados: Formação e Medidas, Contas da Pesquisa Química 41, 1772 (2008).
3. A.S. Kumar, T. YE, T. Takami, B. - C. Yu, A.K. Flatt, J.M. Visita, e P.S. Weiss, Foto-Interruptor Reversível de Únicas Moléculas de Azobenzene em Ambientes Controlados de Nanoscale, Letras Nano 8, 1644 (2008).
4. A M. Moore e P. Medidas Espectroscópica com Microscopia da Escavação De Um Túnel da Exploração, Revisões Anuais de S. Weiss, Funcional e da Química Analítica 1, 857 (2008).
5. D.B. Li, R. Baughman, T.J. Huang, J.F. Stoddart, e P.S. Weiss, Motores Moleculars, Supramoleculares, e Macromoleculares e Músculos Artificiais, SRA. Boletim 34, 671 (2009).
6. Nosso trabalho nesta área é apoiado actualmente pelo National Science Foundation, pelo Ministério de Energia, e pela Fundação de Kavli.

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 01:48

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