Ingegneri chimici presso la Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) di Monaco di Baviera, Germania, hanno sviluppato il primo motore molecolare che consente un movimento a forma di otto.

I motori molecolari convertono l'energia fornita dall'esterno in movimenti direzionali e sono quindi una base importante per future applicazioni nella nanotecnologia. I primi motori di questo tipo sono stati sviluppati alla fine degli anni '90, e da allora sono stati istituiti un numero crescente di sistemi diversi. Uno specialista in questo campo è il chimico LMU Dr. Henry Dube, che ora ha raggiunto un importante passo avanti con il suo dottorando Aaron Gerwien:come riportato dagli scienziati sulla rivista Comunicazioni sulla natura , sono riusciti a sviluppare un motore molecolare in grado di eseguire un movimento prima irraggiungibile su un percorso a forma di otto.

Tutti i motori molecolari sviluppati da Dube si basano sulla stessa classe di molecole, i cosiddetti coloranti emitioindaco, che gli scienziati modificano chimicamente. Il movimento si verifica quando i motori ruotano in modi diversi attorno ai legami chimici all'interno della molecola. "Tutti i motori molecolari conosciuti fino ad oggi, però, erano in grado di muoversi solo linearmente o ruotare in cerchi, " dice Dube. Gli scienziati hanno scoperto il nuovo motore quando hanno inserito un cosiddetto gruppo julolidine per migliorare le proprietà di commutazione dei loro motori. "Per via sperimentale, abbiamo poi scoperto che le modifiche strutturali portano a questo movimento completamente nuovo, " dice Dube. "Probabilmente perché la julolidina è un donatore di elettroni molto forte".

Del tutto, il movimento a forma di otto del nuovo motore procede in quattro fasi alternando rotazioni di legame guidate dalla luce e guidate termicamente. In tale contesto, i passaggi termici inducono una cosiddetta rotazione hula-twist, che provoca un cambiamento strutturale che impedisce il movimento inverso. Un altro vantaggio del nuovo motore è che i passi guidati dalla luce possono essere indotti dalla luce verde, ad esempio mediante irraggiamento mediante LED verdi. La luce verde è molto meno ricca di energia della luce UV o blu, che viene utilizzato per alimentare la maggior parte dei motori esistenti. La luce verde ha quindi un'influenza meno dannosa sull'ambiente del motore rispetto alla luce di maggiore energia, che potrebbe, Per esempio, rompere i legami chimici. Gli scienziati sono convinti che il loro nuovo sistema motorio amplierà notevolmente le possibilità delle macchine molecolari e aprirà applicazioni completamente nuove per la nanotecnologia.