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UC आण्विक मशीनों के रिवरसाइड टीम अध्ययन आंदोलन

Published on September 14, 2010 at 1:45 AM

आण्विक मशीनों प्रकृति में हर जगह पाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, कोशिकाओं के माध्यम से प्रोटीन परिवहन और चयापचय सहायता.

कृत्रिम आणविक मशीनों का विकास करने के लिए, वैज्ञानिकों नियम है कि आणविक या पैमाने नैनोमीटर (एक नैनोमीटर एक मीटर का एक billionth है) पर यांत्रिकी सरकार को समझने की जरूरत है.

यह छवि एक चौपाया आणविक ट्रॉटिंग मशीन से पता चलता है - तिरछे विपरीत खुरों एक साथ चलते हैं. शोधकर्ताओं ने पाया है कि आंदोलन के लिए इस प्रपत्र आणविक अभी तक भी व्यवहार्य हो ज्यादा प्रजातियों विकृत.

इस चुनौती का पता करने के लिए, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में एक अनुसंधान दल, रिवरसाइड आणविक मशीनों के एक वर्ग है कि एक फ्लैट धातु की सतह के पार 'चलना' का अध्ययन किया. वे दोनों द्विपाद मशीनों है कि दो पैर और चौपाया हैं कि चार पर चलना पर चलना माना जाता है.

"हम चार खुरों 'के साथ एक घोड़े की तरह संरचना करने के लिए अध्ययन कैसे आणविक मशीनरी कई भागों की गति को व्यवस्थित कर सकते हैं बनाया" लुडविग Bartels, रसायन विज्ञान, प्रयोगशाला जिसका अनुसंधान का नेतृत्व के एक प्रोफेसर ने कहा. "के एक जोड़े साल पहले, हमें पता चला कि कैसे हम दो 'पैर' है कि एक समय में एक कदम ले जाया गया के साथ एक आणविक मशीन का उपयोग कर सतह भर में एक सीधी रेखा के साथ कार्बन डाइऑक्साइड के अणुओं का परिवहन कर सकते हैं नए शोध के लिए, हम के लिए एक बनाना चाहता था. प्रजाति है कि अधिक माल ले जा सकता है - जिसका अर्थ यह अधिक पैर की आवश्यकता होगी लेकिन अगर एक प्रजाति के अधिक से अधिक दो पैर है, यह कैसे उनके प्रस्ताव का आयोजन करेगा "?

Bartels और उनके सहयोगियों ने प्रयोगशाला में प्रयोगों का प्रदर्शन किया और पाया कि चौपाया अणुओं एक पेसिंग चाल का उपयोग करें - अणु के एक तरफ दोनों पैरों को एक साथ ले जाने के लिए, अणु के विपरीत पक्ष पर अगले पीछा किया दो पैरों से. प्रजातियों वे बनाया एक रेखा के साथ मज़बूती से चले गए, घूर्णन की ओर से नहीं या बिल्कुल बंद खड़ा है. शोधकर्ताओं ने यह भी नकली प्रजातियों, जो तिरछे विपरीत खुरों के साथ कदम है, और पाया गया कि आंदोलन के लिए इस प्रपत्र अभी तक भी व्यवहार्य हो ज्यादा प्रजातियों विकृत अक्सर यात्रा.

स्थापित होने कैसे अणु चाल, शोधकर्ताओं ने अगले आणविक मशीनरी के बारे में एक बुनियादी सवाल को संबोधित किया: एक अणु करता है - या इसे का भाग - बस अपने मार्ग के किनारे खुरदरापन यह मुठभेड़ों द्वारा प्रस्तुत बाधाओं के माध्यम से सुरंग है?

"यदि ऐसा किया था, इस macroscopic दुनिया में यांत्रिकी से एक मौलिक प्रस्थान हो सकता है और बहुत आंदोलन गति होगा" Bartels कहा. "यह धक्कों के माध्यम से उन पर बजाय जा रही अपनी कार के पहियों के साथ एक ऊबड़ सड़क पर ड्राइविंग की तरह क्वांटम यांत्रिकी के लिए इलेक्ट्रॉनों और हाइड्रोजन परमाणुओं की तरह बहुत प्रकाश कणों के लिए इस तरह के व्यवहार की अनुमति देने के लिए जाना जाता है. होगा, लेकिन यह भी प्रासंगिक होगा बड़े अणुओं के लिए "?

Bartels और उनके सहयोगियों ने उनके प्रयोगों में तापमान विविध प्रदान करने के लिए ऊर्जा के विभिन्न स्तरों के साथ आणविक मशीनों, और अध्ययन कैसे मशीनों की गति एक परिणाम के रूप में विविध. उन्होंने पाया कि दो पैरों के साथ एक मशीन के लिए सतह चलि के माध्यम से ज़िप सुरंग का उपयोग कर सकते हैं. लेकिन चार पैर (या संभवतः अधिक) के साथ एक मशीन सुरंग काम करने में सक्षम नहीं है, जबकि एक ऐसी मशीन पेसिंग में अपने खुरों के आंदोलन समन्वय कर सकते हैं, यह उनके सुरंग समन्वय नहीं कर सकते हैं, शोधकर्ताओं ने पाया.

"इस प्रकार, सबसे नन्हा पैमाने पर भी अगर आप कार्गो तेजी से परिवहन करने के लिए करना चाहते हैं, तो आप एक रोशनी और फुर्तीला द्विपाद वाहन की जरूरत है" Bartels कहा. बड़े वाहनों के अधिक माल ले करने में सक्षम है, लेकिन हो सकता है क्योंकि वे प्रभावी ढंग से सुरंग नहीं उपयोग कर सकते हैं, वे ऊपर अंत करने के लिए धीरे धीरे ले जाने के होने है. इस हतोत्साहित नहीं? वास्तव में, क्योंकि एक अवधारणा के रूप में आणविक मशीनरी अपनी प्रारंभिक अवस्था में अभी भी है. दरअसल, वहाँ है एक फायदा होने के लिए एक अणु धीरे धीरे कदम है क्योंकि यह हमें अपनी गतिविधियों को और अधिक बारीकी से निरीक्षण करने के लिए और जानने के लिए कैसे उन्हें नियंत्रित करने के लिए अनुमति देता है. "

अध्ययन के परिणामों ऑनलाइन पिछले हफ्ते अमेरिकन केमिकल सोसायटी के जर्नल में छपी है, और पत्रिका के एक आगामी अंक में प्रिंट में दिखाई देगा.

अगला, शोधकर्ताओं आणविक मशीनों जिसका गति प्रकाश द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है विकसित करने की योजना है.

वर्तमान में, आणविक मशीनों जीव विज्ञान में और उनके चिकित्सात्मक मूल्य के लिए अपने कार्यों के लिए किया जा रहा है तीव्रता का अध्ययन. उदाहरण के लिए, गर्ड (Gastroesophageal भाटा रोग) के साथ रोगियों प्रोटॉन पंप inhibitors, जो जैविक आणविक मशीनों के पम्पिंग कार्रवाई धीमी, इस प्रकार पेट में एसिड के स्तर को कम करने की निर्धारित कर रहे हैं.

"आम तौर पर, जैसे जैविक आणविक मशीनरी के काम करने का 'वैज्ञानिकों तस्वीर पूरी तरह से सुरंग disregards" Bartels कहा. "हमारा अध्ययन इस धारणा है, जो, बारी में है, को नियंत्रित करने या जैविक आणविक मशीनों के व्यवहार को सही करने के उपन्यास तरीके करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं सही है."

कृत्रिम आणविक मशीनों कंप्यूटर और डाटा संग्रहण के लिए और छोटे छोटे सक्रिय तत्वों के लिए अपनी खोज में microelectronic उद्योग के लिए ब्याज की हैं. कृत्रिम आणविक मशीनों संभवतः भी उनके जैविक समकक्षों की तरह कोशिकाओं के अंदर काम कर सकते हैं, बहुत चिकित्सा लाभ.

Bartels प्रयोगशाला अध्ययन में निम्नलिखित अणुओं का इस्तेमाल किया: Anthraquinone और pentaquinone (दोनों द्विपाद), और pentacenetetrone और डाइमिथाइल pentacenetetrone (दोनों चौपाया).

स्रोत: http://www.ucr.edu/

Last Update: 6. October 2011 06:24

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