Gli scienziati dell'Università di Hokkaido hanno fabbricato un cristallo che si ribalta autonomamente avanti e indietro mentre cambia i suoi schemi di ribaltamento in risposta alle condizioni di illuminazione. Le loro scoperte, pubblicato su una rivista di Chemistry Europe, avvicinare gli scienziati alla comprensione di come costruire robot molecolari in grado di svolgere compiti complessi.

Una moltitudine di funzioni autocontrollate, come il metabolismo, va avanti nel nostro corpo notte e giorno. Gli scienziati vogliono fabbricare materiali e architetture molecolari che possano funzionare in modo simile da soli.

Il chimico fisico dell'Università di Hokkaido Yoshiyuki Kageyama e i suoi collaboratori avevano precedentemente osservato un movimento oscillante di capovolgimento autoguidato in un cristallo formato da molecole di azobenzene e acido oleico. Le molecole di azobenzene sono formate da due anelli composti da atomi di carbonio e idrogeno, collegati da un doppio legame azoto. Queste molecole ricevono la luce incidente e convertono l'energia luminosa in movimento meccanico, portando al movimento di capovolgimento ripetitivo.

Gli scienziati volevano capire meglio cosa guida questo movimento autonomo, così hanno condotto test intensivi su cristalli composti solo dall'azobenzene.

Hanno scoperto che le molecole all'interno dei cristalli erano disposte in strati alternati sparsi e densi. Gli strati densi tengono insieme il cristallo e ne impediscono la decomposizione, mentre quelle sparse consentono la fotoreazione.

Il gruppo ha anche scoperto che il cristallo è stato capovolto in modo diverso, o non si è capovolto, quando una luce polarizzata, che oscilla in un'unica direzione, è stata applicata con angoli diversi. Ciò ha suggerito che le molecole di azobenzene svolgano ruoli diversi a seconda della loro posizione nel cristallo; Quando ricevono luce, alcune molecole agiscono come centri di reazione per avviare il comportamento periodico mentre altre molecole modulano il movimento.

"Questo comportamento autonomo rappresenta una risposta alle informazioni contenute nella fonte di energia, l'angolo della luce polarizzata in questo caso, si traduce in una ricca varietà di movimenti, " afferma Yoshiyuki Kageyama. "Speriamo che i nostri risultati supportino ulteriori ricerche sulla costruzione di robot molecolari autogestiti".