Una coppia di chimici dell'Università di Groningen, nei Paesi Bassi, ha osservato la comunicazione tra i rotori in un motore molecolare. Nel loro studio, riportato nel Journal of American Chemical Society , Carlijn van Beek e Ben Feringa hanno condotto esperimenti con motori molecolari a base di alcheni.

I motori molecolari sono macchine molecolari naturali o artificiali che convertono l'energia in movimento negli organismi viventi. Un esempio potrebbe essere la DNA polimerasi che trasforma il DNA a filamento singolo in DNA a doppio filamento. In questo nuovo sforzo, i ricercatori stavano sperimentando motori molecolari basati sulla luce, basati su alcheni, che utilizzano la luce per azionare i rotori molecolari. Come parte dei loro esperimenti, hanno creato un motore composto da tre ingranaggi e due rotori e hanno osservato un esempio di comunicazione tra due rotori.

Per costruire il loro motore, i ricercatori hanno iniziato con parti di due motori esistenti, collegandoli insieme. Hanno scoperto che la struttura isoindaco risultante aggiungeva un'altra dimensione al loro motore rispetto ad altri motori sintetizzati:il loro aveva un intermediario metastabile raddoppiato che collegava due dei rotori, consentendo la comunicazione tra i due.

Ciò, notano, significava che un rotore non doveva completare una rotazione prima che il secondo fosse attivato, come avviene normalmente. Ciò ha portato a cambiamenti nella struttura che azionava il nucleo centrale del motore, che a sua volta ha influenzato il movimento del secondo rotore, un esempio di comunicazione tra i due rotori.

Per osservare il loro motore in azione, i ricercatori hanno combinato la spettroscopia NMR e UV-visibile. Hanno anche fatto funzionare il motore in una camera raffreddata a –110°C per rallentare l’azione e renderla visibile mentre gli eventi si svolgevano. Ciò ha permesso loro di osservare il motore passo dopo passo.

I ricercatori hanno anche condotto esperimenti DFT che hanno permesso loro di caratterizzare tutte le strutture possibili date le parti motorie che avevano a disposizione. Riconoscono di non essere stati in grado di trovare una spiegazione per il meccanismo di comunicazione che si è verificato nel loro motore, anche se suggeriscono che le loro scoperte potrebbero fornire una migliore comprensione dei tipi di accoppiamento che possono verificarsi nei motori molecolari.

Ulteriori informazioni: Carlijn L. F. van Beek et al, Movimento rotatorio accoppiato nei motori molecolari, Journal of the American Chemical Society (2024). DOI:10.1021/jacs.3c14430

Informazioni sul giornale: Giornale dell'American Chemical Society

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