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

Команда Берега реки UC Изучает Движение Молекулярных Машин

Published on September 14, 2010 at 1:45 AM

Молекулярные машины можно найти везде в природе, например, транспортируя протеины через клетки и метаболизм помощи.

Для того чтобы развить искусственние молекулярные машины, научным работникам нужно понять правила которые управляют механиками на молекулярной или маштаб нанометра (нанометр billionth из метра).

Это изображение показывает quadrupedal молекулярный идти рысью машины -- раскосно напротив копыт двиньте совместно. Исследователя нашли что эта форма движения передернула молекулярный вид далеко too much для того чтобы быть жизнеспособна.

Для того чтобы адресовать эту возможность, научно-исследовательская группа на Университете Штата Калифорнии, Береге реки изучила тип молекулярных машин которые «погуляйте» через плоскую поверхность металла. Они рассматривали и bipedal машины которые гуляют на 2 «ноги» и quadrupedal одни которые гуляют на 4.

«Мы сделали a лошад-как структура с 4 «копытами» для того чтобы изучить как молекулярное машинное оборудование может организовать движение множественных частей,» сказали Ludwig Bartels, профессора химии, лаборатория которой вела исследование. «Несколько леты тому назад, мы открыли как мы можем транспортировать молекулы углекислого газа вдоль прямой линии через поверхность используя молекулярную машину с 2 «футами» которые двинули один шаг одновременно. Для нового исследования, мы хотели создать вид который может снести больше груза - которому серединам оно были бы нужны больше ног. Но если вид имеет больше чем 2 ноги, то как он организует их движение?»

Bartels и коллегаы выполнили эксперименты в лаборатории и нашли что quadrupedal молекулы используют шагая походку - обе ноги на одной стороне движения молекулы совместно, следовать затем 2 ногами на противоположной стороне молекулы. Вид они создались двинуто надежно вдоль линии, не вращая к стороне или не лавируя с курса. Исследователя также сымитировали идти рысью вида, в который раскосно напротив копыт двиньте совместно, и нашли что эта форма движения передернула вид далеко too much для того чтобы быть жизнеспособна.

Устанавливающ как молекула двигает, исследователя затем адресовали основной вопрос о молекулярном машинном оборудовании: Делают молекула - или части ее - просто тоннель через барьеры представленные шершавостью она сталкивается вдоль своего путя?

«Если она сделала, то это было бы основным отклонением от механиков в макроскопическом мире и значительно быстро проходило бы вверх по движению,» Bartels сказало. «Она была бы как управлять на ухабистой дороге с колесами вашего автомобиля идя через рему вернее чем над ими. Знаны, что позволяет Квантовая механика такому поведению для очень светлых частиц как электроны и атомы водопода, но оно также была бы уместна для больших молекул?»

Bartels и коллегаы поменяли температуру в их экспериментах для того чтобы обеспечить молекулярные машины с различными уровнями энергии, и изучили как скорость машин поменяла как последствие. Они нашли что машина с 2 ногами может использовать прокладывать тоннель, котор нужно промелькнуть через поверхностное рифлевание. Но машина с 4 (или потенциально больше) ногами не могл использовать прокладывать тоннель; пока такая машина может координировать движение своих копыт в шагать, она не может координировать их прокладывать тоннель, найденные исследователя.

«Таким Образом, даже на самом малюсеньком маштабе, если вы хотите транспортировать груз быстро, то вам нужен свет и верткий bipedal корабль,» Bartels сказало. «Более Большие корабли могут мочь снести больше груза, но потому что они не могут использовать прокладывать тоннель эффектно, они кончают вверх двинуть медленно. Этот обескураживать? Не действительно, потому что молекулярное машинное оборудование как принципиальная схема все еще в своем младенчестве. Деиствительно, преимущество к иметь движение молекулы медленно потому что оно позволяет нам наблюдать своими движениями более близко и учить как контролировать их.»

Изучьте результаты показал он-лайн последняя неделя в Журнале Общества Американского Химиката, и появит в печать в предстоящем вопросе журнала.

Затем, исследователя планируют развить молекулярные машины движение которых может быть проконтролировано светом.

В Настоящее Время, молекулярные машины изучаются интенсивно для их функций в биологии и для их терапевтического значения. Например, пациенты с GERD (заболеванием Gastroesophageal рефлюкса) предписанные иы АБС битор насоса протона, которые замедляют нагнетая действие биологических молекулярных машин, таким образом уменьшая уровни кислоты живота.

«Вообще, изображение научных работников работы такого биологического молекулярного машинного оборудования вполне пренебрегает прокладывать тоннель,» Bartels сказало. «Наше изучение исправляет это воспринятие, который может, в свою очередь, для того чтобы вести к романным путям контролировать или исправлять поведение биологических молекулярных машин.»

Искусственние молекулярные машины представил интерес к микроэлектронной индустрии в своих поисках для более малых и более малых активных элементов в компьютерах и для хранения данных. Искусственние молекулярные машины потенциально могут также привестись в действие внутренние клетки как их биологические двойники, значительно помогая медицине.

Лаборатория Bartels использовала следующие молекулы в изучении: антрахинон и pentaquinone (оба bipedal); и pentacenetetrone и этанное pentacenetetrone (оба quadrupedal).

Источник: http://www.ucr.edu/

Last Update: 12. January 2012 20:18

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