Europejscy naukowcy przesuwaja przedmioty wykorzystujac molekularne wahadlowce
Naukowcy z Uniwersytetu w Edynburgu w Wielkiej Brytanii, Uniwersytetu w Groningen w Holandii i Uniwersytetu w Bolonii we Włoszech odnieśli sukces w stworzeniu pierwszej syntetycznej maszyny molekularnej, która może realizować zadania mechaniczne na stosunkowo dużą skalę. Wyniki ich badań zostały opublikowane w najnowszym wydaniu Nature Materials i przedstawione w ostatni weekend na Festiwalu Nauki BA w Dublinie w Irlandii. Naukowcy twierdzą, że ich technologia może mieć zastosowanie w środowisku zminiaturyzowanej techniki laboratoryjnej, podczas wykonywania reakcji chemicznych na niewielką skalę bez naczyń laboratoryjnych, w dawkowaniu leków, w materiałach inteligentnych i sztucznych mięśniach. Molekularne maszyny zwykle wykorzystywane są w biologii, pomagając w wykonywaniu funkcji biologicznych od poruszania mięśni w organizmie aż do fotosyntezy. Wielu naukowców pracuje już z tzw. "maszynami molekularnymi", uzyskując kontrolowany ruch molekuł. Wykonanie maleńkich sztucznych maszyn nie jest łatwe, ponieważ fizyka rządząca zachowaniami przedmiotów na poziomie molekularnym różni się od fizyki konwencjonalnej. Przełomowym osiągnięciem zespołu pod kierownictwem badaczy z Edynburga jest to, że po raz pierwszy udało się naukowcom doprowadzić te niewielkie maszyny, o rozmiarach mierzonych w nanoskali i wysokości dwóch milionowych części milimetra, do kontaktu z prawdziwym światem, który nas otacza. Zespół badawczy opracował technologię pokrywania złotej powierzchni pojedynczą warstwą molekuł rotaksanów, syntetycznych molekularnych "wahadłowców", które zmieniają właściwości powierzchni, do której są przytwierdzone, poruszając się pod wpływem światła w górę i w dół o milionowe części milimetra. Aby wywołać ruch kropelki płynu, zespół skupił wiązkę światła na jednej stronie kropli: spowodowało to gradient energii swobodnej wzdłuż długości kropli, skutkując ruchem kropelki wielkości jednego mikrolitra nie tylko w poziomie, ale również do góry o jeden milimetr, przy nachyleniu 12 stopni, w kierunku przeciwnym do siły grawitacji. Chociaż ruch jest niewielki, efektywność zjawiska w perspektywie skali jest ogromna, porównywalna do wydajności konwencjonalnej maszyny mechanicznej wykorzystującej przesunięcie tłoków o jeden milimetr do podniesienia przedmiotu na dwukrotną wysokość najwyższego budynku świata. David Leigh, lider zespołu badawczego z Edynburga noszący tytuł Forbes Professor chemii organicznej, mówi: "Natura wykorzystuje molekuły jako silniki i maszyny we wszelkiego rodzaju procesach biologicznych i chemicznych. Mimo, że ludzka wiedza o tym, jak budować i kontrolować maszyny molekularne, jest ciągle w bardzo wczesnym stadium, nanotechnologia i inżynieria nanotechnologiczna mogą mieć taki wpływ na poprawę jakości życia w społeczeństwie, jak elektryczność, maszyna parowa, tranzystor i Internet".
Kraje
Włochy, Niderlandy, Zjednoczone Królestwo