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Posted in | Nanoelectronics

UC 河沿小组学习分子设备的移动

Published on September 14, 2010 at 1:45 AM

分子设备可以被找到到处本质上,例如,运输的蛋白质通过细胞和帮助新陈代谢。

要发展人为分子设备,科学家需要了解管理机械工在分子的规律或毫微米缩放比例 (一毫微米是十亿分之一分之一仪表)。

此图象显示一有四脚分子设备小跑 -- 对角地在蹄对面请一起搬。 研究员发现移动的此表单太多误解这个分子种类是可行的。

在加州大学要解决此挑战,研究小组,河沿学习 ‘请在一个平面的金属表面间走’分子设备的选件类。 他们考虑在二 ‘行程’走的两足动物设备和在四走的有四脚那些。

“我们做与四只 ‘蹄的’一个象马的结构学习分子机械如何可能组织多个部门的行动”,说路德维格 Bartels,化学教授,实验室导致这个研究。 “两三年前,我们发现了我们如何可以运输二氧化碳分子沿着在表面间的一条直线使用有一步一步地移动的二 ‘英尺的’一个分子设备。 对新的研究,我们要创建可能运载更多货物 - 平均值它将需要更多行程的种类。 但是,如果种类有超过二行程,它如何将组织他们的行动?”

Bartels 和同事在实验室里执行实验并且发现有四脚分子一起使用踱步的步态 - 在分子移动的一个端的两行程,其次跟随由二行程另一边这个分子。 他们创建可靠移动沿着线路的种类,不转动对端或不改变方向路线。 研究员也模拟了小跑种类,对角地在蹄对面请一起搬,并且发现移动的此表单太多误解这个种类是可行的。

被设立这个分子如何移动,其次研究员提出了关于分子机械的一个根本问题: 通过坎坷存在的障碍分子 - 或部分的它 - 它沿其路径遇到的隧道?

“如果它,这是从机械工的根本启运宏观世界的,并且非常地加速移动”, Bartels 说。 “它是象驱动在有审阅爆沸的您的汽车轮子的坎坷的路而不是在他们。 Quantum 技工知道允许非常轻的微粒的这样工作情况象电子和氢原子,但是它也会是与大分子相关?”

Bartels 和同事变化在他们的实验的温度提供分子设备以能源的不同的级别,并且学习了设备的速度如何结果变化。 他们发现有二行程的一个设备可能使用挖洞压缩通过表面槽纹。 但是有四 (或可能地更多) 行程的一个设备不能使用挖洞; 当这样设备可能协调其在踱步的蹄的移动时,它不可能协调他们挖洞,研究员找到。

“因而,甚而在这个最微小的缩放比例,如果您要快速地运输货物,您需要光,并且灵活两足动物通信工具”, Bartels 说。 “更大的通信工具也许能运载更多货物,但是,因为他们不可能使用有效挖洞,他们导致必须迟缓地移动。 此劝阻? 不确实,因为分子机械作为概念仍然在其初期。 的确,迟缓地有好处对有分子移动,因为它允许我们严密地观察其移动和了解如何控制他们”。

学习结果出现在线上星期在美国化学会日记帐上和出现于在这个日记帐的一个即将发布的问题的打印。

其次,研究员计划发展行动可以由光控制的分子设备。

目前,分子设备强烈地被学习为他们的在生物的功能和为他们的治疗值。 例如,有格尔德的 (胃食管逆流疾病) 患者是建议的氢核泵抗化剂,减慢生物分子设备的泵浦行为,因而减少胃酸级别。

“通常,从事的科学家的照片这样生物分子机械完全地忽视挖洞”, Bartels 说。 “我们的研究更正此征收,可以,反过来,导致控制或更正生物分子设备工作情况新颖的方式”。

人为分子设备是利益对微电子学行业在其搜寻对在计算机的越来越小的有效的要素和对数据存储。 人为分子设备可能也可能地运行象他们的生物副本的里面细胞,非常地有益于医学。

Bartels 的实验室在这个研究使用了下列分子: 恩昆和 pentaquinone (两两足动物); 并且 pentacenetetrone 和二甲基 pentacenetetrone (两有四脚)。

来源: http://www.ucr.edu/

Last Update: 12. January 2012 09:57

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