Per un motore per alimentare macchinari, il movimento locale deve essere tradotto nel movimento ordinato di altre parti del sistema. I chimici organici dell'Università di Groningen guidati dal professor Ben Feringa sono i primi a raggiungere questo obiettivo in un motore molecolare. Hanno prodotto un motore rotativo azionato dalla luce in cui il movimento rotatorio è bloccato a quello di un rotore secondario in naftalene. I risultati saranno pubblicati il ​​2 giugno sulla rivista Scienza .

Il rotore in naftalene è attaccato al motore da un singolo legame carbonio-carbonio, che gli consente di ruotare liberamente. Ma il design del sistema è stato ottimizzato per controllarne il movimento. Allo stesso modo in cui la Luna orbita attorno alla Terra ma mantiene lo stesso lato verso di noi, il rotore in naftalene mantiene la stessa posizione relativa al motore mentre descrive un cerchio attorno ad esso.

"Ci è voluto un po' di difficile stereochimica per costruire questo sistema. Penso che ci abbiamo lavorato quattro o cinque anni", dice Feringa, che è stato uno dei destinatari del Premio Nobel per la Chimica 2016 per il suo lavoro pionieristico sui motori molecolari. "Ma ora abbiamo compiuto un passo fondamentale nello sviluppo delle macchine molecolari:la sincronizzazione del movimento".

Bilancia

Durante le quattro fasi il motore compie un giro completo, il rotore naftalene è limitato nel suo movimento dal resto della molecola. Ecco come si accoppiano i due movimenti. "Abbiamo dovuto trovare un equilibrio tra la limitazione del movimento del rotore, permettendogli di cambiare posizione." Il team ha progettato e realizzato due versioni, in cui il rotore era rivolto verso l'interno o verso l'esterno, ed è stato spinto o tirato dal motore.

Bloccando due parti mobili, il gruppo Feringa ha compiuto un altro passo verso la costruzione di macchine molecolari. "In biologia, vedi molti di questi sistemi in cui le molecole sono collegate in modo simile a un ingranaggio, che può sincronizzare o amplificare il movimento. Per quanto ne so, questo non è mai stato fatto in sistemi artificiali come il nostro."

Il sistema che il gruppo Feringa descrive in Scienza non ha applicazione pratica. "Ma ora abbiamo dimostrato che è possibile trasmettere il movimento", dice Feringa. "Come quando abbiamo costruito la nostra prima automobile molecolare sei anni fa per dimostrare che è possibile utilizzare il movimento di rotazione del nostro motore molecolare per creare un movimento direzionale su una superficie".