Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
Posted in | Nanoelectronics

UC het Team van de Rivieroever Bestudeert Beweging van Moleculaire Machines

Published on September 14, 2010 at 1:45 AM

De Moleculaire machines kunnen overal in aard die, bijvoorbeeld, proteïnen vervoeren door cellen en worden gevonden metabolisme helpen.

Om kunstmatige moleculaire machines te ontwikkelen, moeten de wetenschappers de regels begrijpen die werktuigkundigen bij de moleculaire of nanometerschaal reglementeren (een nanometer is een miljardste van een meter).

Dit beeld toont het quadrupedal moleculaire machine draven -- diagonaal tegenover hoevenbeweging samen. De onderzoekers vonden dat deze vorm van beweging teveel de moleculaire species veel haalbaar om vervormde te zijn.

Om deze uitdaging, een onderzoeksteam bij de Universiteit van Californië te richten, bestudeerde de Rivieroever een klasse van moleculaire machines die over een vlakke metaaloppervlakte „loop“. Zij overwogen zowel tweevoetige machines die op twee „benen“ en quadrupedal degenen lopen die op vier lopen.

„Wij maakten een paard-als structuur met vier „hoeven“ aan studie hoe de moleculaire machines de motie van veelvoudige delen kunnen organiseren,“ bovengenoemde Ludwig Bartels, een professor van chemie, het waarvan laboratorium het onderzoek leidde. „Een paar jaren geleden, ontdekten wij hoe wij kooldioxidemolecules volgens een rechte lijn over een oppervlakte kunnen vervoeren gebruikend een moleculaire machine met twee „voet“ die tegelijkertijd één stap bewoog. Voor het nieuwe onderzoek, wilden wij species creëren die meer lading kunnen dragen - wat betekent het meer benen zou vergen. Maar als de species meer dan twee benen heeft, hoe het hun motie?“ zal organiseren

Bartels en de collega's voerden experimenten in het laboratorium uit en vonden dat de quadrupedal molecules een het afpassen gang - beide benen samen aan één kant van de moleculebeweging gebruiken, volgden daarna door de twee benen op de overkant van de molecule. De species die zij betrouwbaar bewogen volgens een lijn die, roteren niet aan de kant of van richting veranderen van cursus hebben geleid tot. De onderzoekers simuleerden ook het draven van de species, waarin diagonaal tegenover hoeven me samen beweeg, en vonden dat deze vorm van beweging teveel de species veel haalbaar om vervormde te zijn.

Hebben bepaaldd hoe de molecule zich beweegt, richtten de onderzoekers daarna een fundamentele vraag over moleculaire machines: Een molecule - of gedeelten van het - eenvoudig tunnel door barrières door de ruwheid worden voorgesteld het langs zijn weg die ontmoet?

„Als het, zou dit een fundamenteel vertrek van werktuigkundigen in de macroscopische wereld zijn en zou zeer beweging versnellen,“ bovengenoemde Bartels. „Het zou als het drijven op een hobbelige weg met de wielen van uw auto zijn die door de builen eerder dan over hen gaan. De quantum-Werktuigkundige is gekend om dergelijk gedrag voor zeer lichte deeltjes zoals elektronen en waterstofatomen toe te staan, maar zou het ook relevant voor grote molecules?“ zijn

Bartels en de collega's varieerden de temperatuur in hun experimenten om de moleculaire machines van verschillende niveaus van energie te voorzien, en bestudeerden hoe de snelheid van de machines bijgevolg varieerde. Zij vonden dat een machine met twee benen het een tunnel graven kan gebruiken om door de oppervlakteplooiing te snellen. Maar een machine met vier (of potentieel meer) benen kunnen niet het een tunnel graven aanwenden; terwijl zulk een machine de beweging van zijn hoeven kan coördineren in het afpassen, kan het niet hun het een tunnel graven coördineren, vonden de onderzoekers.

„Zo, zelfs bij de kleinste schaal, als u lading wilt vervoeren snel, hebt u een licht en alert tweevoetig voertuig nodig,“ bovengenoemde Bartels. De „Grotere voertuigen kunnen meer lading kunnen dragen, maar omdat zij niet effectief het een tunnel graven kunnen gebruiken, beëindigen zij omhoog moetend zich langzaam bewegen. Is dit ontmoedigend? Niet werkelijk, omdat de moleculaire machines als concept nog in zijn kleutertijd zijn. Er is namelijk langzaam een voordeel aan het hebben van een moleculebeweging omdat het ons toestaat om zijn bewegingen dichter waar te nemen en te leren hoe te om hen te controleren.“

Resultaten van de Studie leken online vorige week in het Dagboek van de Amerikaanse Chemische Maatschappij, en zullen in af:drukken in een aanstaande kwestie van het dagboek verschijnen.

Daarna, zijn de onderzoekers van plan om moleculaire machines te ontwikkelen de waarvan motie door licht kan worden gecontroleerd.

Momenteel, worden de moleculaire machines bestudeerd intens voor hun functies in biologie en voor hun therapeutische waarde. Bijvoorbeeld, worden de patiënten met GERD (Gastroesophageal terugvloeiingsziekte) voorgeschreven de inhibitors van de protonpomp, die de het pompen actie van biologische moleculaire machines vertragen, waarbij maag zure niveaus worden verminderd.

„Over Het Algemeen, negeert het beeld van wetenschappers van het werken van dergelijke biologische moleculaire machines volledig het een tunnel graven,“ bovengenoemde Bartels. „Onze studie verbetert deze waarneming, die, beurtelings, tot nieuwe manieren kan leiden om het gedrag van biologische moleculaire machines te controleren of te verbeteren.“

De Kunstmatige moleculaire machines zijn van belang voor de micro-electronische industrie in zijn zoektocht naar kleinere en kleinere actieve elementen in computers en naar gegevensopslag. De Kunstmatige moleculaire machines kunnen potentieel ook binnen cellen zoals hun biologische tegenhangers werken, zeer ten goede komend aan geneeskunde.

Laboratorium van Bartels gebruikte de volgende molecules in de studie: anthraquinone en pentaquinone (beide tweevoetig); en pentacenetetrone en dimethyl pentacenetetrone (beide quadrupedal).

Bron: http://www.ucr.edu/

Last Update: 12. January 2012 09:59

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit