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    Un nuovo studio fa luce sul movimento molecolare

    Immagine del movimento molecolare. Credito:Università di Nottingham

    Una nuova ricerca ha mostrato come una fibra sintetica autoprodotta possa guidare il movimento molecolare che può essere alimentato dalla luce su lunghe distanze, una scoperta che potrebbe aprire la strada a nuovi modi di utilizzare la luce come fonte di energia sostenibile.

    I ricercatori dell'Università di Nottingham hanno utilizzato per la prima volta un percorso di molecole assemblate liquidi che le molecole in movimento possono essere spinte dalla luce. La ricerca "Movimento molecolare su scala micron controllato dalla luce" è stata pubblicata oggi in Chimica della natura .

    Il professor David Amabilino della School of Chemistry dell'Università di Nottingham è uno dei principali ricercatori, spiega:"Negli organismi viventi, i motori molecolari viaggiano lungo percorsi molecolari specifici, è una parte essenziale della funzione cellulare. Abbiamo dimostrato che una fibra molecolare sintetica autocostruita in un liquido si comporta come un percorso per il movimento di un viaggiatore molecolare su una distanza 10, 000 volte la sua lunghezza. La luce funge da carburante per incoraggiare il movimento, mentre un interruttore molecolare mescolato nel sistema apparentemente spinge il viaggiatore nel suo cammino.

    Il sistema emula, per la prima volta, movimento del tipo che avviene lungo le fibre nelle cellule. Questa è una scoperta molto entusiasmante in quanto se riuscissimo a trovare modi per utilizzare il potenziale della luce in questo processo, allora potrebbe aprire la strada all'uso in medicine attivate dalla luce, nuovi modi per sfruttare l'energia luminosa come fonte di energia e per creare nuovi modi sostenibili per svolgere attività chimiche."

    Il team ha utilizzato interazioni tra gruppi chimici di carica opposta e ha creato movimento in questo sistema statico introducendo una molecola di commutazione, che sbatte avanti e indietro abbastanza velocemente, nelle fibre. Fare luce su questo indebolisce l'interazione delle molecole del viaggiatore con il percorso mentre si muovono lungo di esso, che può essere a una certa distanza. Se la molecola fosse delle nostre dimensioni, sposterebbero l'equivalente di 10 km.

    Il calore viene rilasciato quando le molecole di commutazione vengono irradiate, e che il calore ha un effetto locale che aiuta il viaggiatore a muoversi, quindi il movimento meccanico dell'interruttore, e il calore che viene rilasciato quando lo fa, sono importanti per far funzionare il sistema.

    La tecnica utilizzata dal team per osservare questi effetti è uno speciale microscopio ottico che ha permesso l'eccitazione simultanea delle molecole, facendole muovere, e l'osservazione di esse mentre restituiscono la luce (le molecole in movimento sono fluorescenti).

    Il coautore dello studio Mario Samperi aggiunge:"Il sistema che abbiamo preparato è molto sensibile al solvente in cui si formano le fibre. In un liquido della forza di un whisky forte, le molecole viaggianti si muovono lungo le fibre in un'altra posizione, mentre quando il liquido è la forza del limoncello più debole, si formano anelli di fibre riorganizzate dove i viaggiatori si sono mossi e inglobati nel tracciato circolare appena formato.

    Vogliamo essere in grado di trasportare altre molecole da un luogo all'altro in modo controllato, in modo che le molecole in viaggio possano trasportare un pacchetto da un luogo all'altro, emulare la natura, ma usando la luce come energia."


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