Sztucznie wytwarzane ruchy mechaniczne na poziomie molekularnym
Motory molekularne to maszyny białkowe — enzymy zamieniające energię chemiczną na pracę mechaniczną. Ich działanie polega na jednokierunkowym kroczeniu po "torach" molekularnych w sposób naprzemienny i sekwencyjny, co umożliwia katalizę kolejnych reakcji bez zwalniania substratu. W naturze odgrywają one kluczową rolę między innymi w skurczach włókien mięśniowych, podziale komórek i transporcie organelli na odpowiednie miejsca w komórce. Jak to często bywa, natura zainspirowała naukowców, którzy badają obecnie możliwości zreplikowania elegancji i skuteczności motorów molekularnych w celu wykonywania działań z wykorzystaniem ruchów mechanicznych na poziomie cząsteczkowym. Dotychczasowym próbom odtworzenia tych mechanizmów brakowało wyjątkowej precyzji sterowania, jaka cechuje układy biologiczne. Istniejące motory molekularne dzielą się na kilka klas w zależności od elementów. Jednym z rodzajów jest motor kinezynowy, który generuje ruch liniowy wzdłuż mikrotubuli. Naukowcy zainicjowali finansowany przez UE projekt METALWALKER ("Synthetic kinesin analogues: A transition metal complex that can walk") w celu opracowania całkowicie syntetycznej molekularnej maszyny kinezynowej zdolnej do przetwarzania sekwencyjnego, co dotychczas rzadko się udawało. Uzyskanie takiego ruchu wymaga umieszczenia w jednostce kroczącej dwóch zestawów stabilnych kinetycznie układów z wiązaniem ortogonalnym, które będzie można niezależnie aktywować i dezaktywować. Badacze połączyli w pojedynczą jednostkę kroczącą termicznie aktywowany związek palladu (II) i fotochemicznie aktywowany związek platyny (II) oraz pomyślnie wykazali dwie cechy niezbędne do działania maszyny: kierunkowość i zdolność przetwarzania. Prace projektu METALWALKER powinny zaowocować stworzeniem działającego sztucznego motoru molekularnego, otwierając drogę dla nowatorskich systemów sterowania operacjami z wykorzystaniem ruchów na poziomie cząsteczkowym i molekularnych maszyn mechanicznych. Z potencjalnych zastosowań można wymienić nanoroboty i nanourządzenia medyczne.
