Progressi verso le nanomacchine intelligenti:i chimici LMU hanno modificato la sintesi di un motore molecolare in modo da ridurre la velocità della sua rotazione guidata dalla luce, permettendo così ai ricercatori di analizzare il meccanismo del movimento in modo completo.

I chimici LMU guidati dal Dr. Henry Dube hanno sviluppato un nuovo metodo per sintetizzare una prossima generazione di motori molecolari. Usando questo metodo "siamo stati in grado di ridurre la velocità del nostro motore molecolare sufficientemente da permetterci di seguire il suo movimento rotatorio guidato dalla luce in modo completo, "dice Dube, che guida un gruppo di ricerca Emmy Noether Junior presso il Dipartimento di Chimica della LMU. Il nuovo studio appare sulla rivista Angewandte Chemie .

Il nuovo composto, come la sua molecola motore precedente, che Dube e i suoi colleghi hanno descritto in un articolo pubblicato su Comunicazioni sulla natura nel 2015, contiene un doppio legame carbonio-carbonio (C=C). Quando esposto alla luce, parte della molecola ruota unidirezionalmente attorno a questo doppio legame. Inoltre, a differenza della maggior parte delle altre molecole motorie sintetiche, che sono alimentati da luce UV, La struttura di Dube può essere messa in moto dalla luce visibile, che è meno energetica dell'UV. Per rallentare la velocità di rotazione, Dube e il suo team hanno sviluppato una nuova sintesi, che produce la struttura desiderata in cinque passaggi. Il nuovo approccio consente l'incorporazione di gruppi sostituenti voluminosi nella struttura finale, che restringono il percorso aperto al rotore, riducendo efficacemente la sua mobilità e portando così a una velocità di rotazione complessiva inferiore. Queste modifiche hanno permesso ai ricercatori di osservare tutti e quattro gli intermedi previsti che devono essere attraversati in sequenza in ogni ciclo di rotazione, e ha permesso loro di confermare che la modalità di rotazione del motore è effettivamente unidirezionale.

L'obiettivo della ricerca di Henry Dube è sviluppare i componenti chimici necessari per la costruzione delle cosiddette nanomacchine – assemblaggi molecolari i cui moti e stati strutturali possono essere controllati da stimoli esterni. Maggiore è il grado di controllo raggiunto, più ampia è la gamma di potenziali applicazioni disponibili. La capacità di ridurre la velocità di rotazione del motore dell'emitioindaco apre ora possibili applicazioni nella catalisi o nello sviluppo di materiali intelligenti, che possono essere manipolati in modo mirato.