Dinámica de los motores moleculares impulsados por la luz
Los motores moleculares son nanomáquinas artificiales que rotan al suministrarles energía química o luminosa. El suministro de energía produce un cambio conformacional en la molécula que causa la rotación unidireccional de una parte de la misma (rotor) con respecto a la otra. El proyecto financiado por la Unión Europea MOLMOTDYN (Understanding the dynamics behind the photoisomerization of light-driven molecular rotary motors and switches) estudió la dinámica de los motores rotativos moleculares impulsados por la luz. En particular, los científicos se propusieron aumentar la producción de energía mediante la combinación de diferentes unidades del motor molecular en un solo dispositivo molecular. El campo de producción de máquinas moleculares artificiales aún se encuentra en una etapa incipiente. Para diseñar dispositivos moleculares mejorados para funciones específicas, los científicos deben comprender cabalmente el mecanismo de las reacciones químicas. MOLMOTDYN utilizó herramientas informáticas que imitan los movimientos atómicos con el propósito de obtener modelos de la mecánica de los dispositivos moleculares impulsados por la luz. Los científicos utilizaron esta información para desarrollar modelos para dos nuevas clases de dispositivos moleculares impulsados por la luz con eficiencia cuántica mejorada. Su principal innovación consistió en sustituir un tipo ineficiente de movimiento característico de modelos anteriores por la rotación perfecta en torno al eje. También proporcionaron un medio de cribado de moléculas que puedan proporcionar rotación axial en dispositivos moleculares impulsados por la luz. Los científicos ya comenzaron a fabricar motores moleculares basados en sus modelos teóricos y confirmaron que trabajan en pruebas de laboratorio preliminares. También trabajan en el diseño de formas de fijar las unidades del motor en sustratos adecuados, como por ejemplo en las superficies de materiales conductores o aislantes, o en sustratos de biopolímeros. Gracias a los avances de MOLMOTDYN, los químicos podrán diseñar motores moleculares impulsados por la luz e interruptores que serán de utilidad en diversidad de aplicaciones. Además, las herramientas informáticas desarrolladas en el marco de este proyecto amplían la capacidad para estudiar conceptos de química cuántica nuevos.
