Un nuevo motor molecular que puede moverse unidireccionalmente en línea recta.
En un artículo titulado "Adsorbate motors for uni-directional translation and transport", publicado en Nature, un equipo de investigadores muestra un nuevo motor molecular que se mueve con perfecta unidireccionalidad a lo largo de una línea recta definida atómicamente.
El
profesor emérito Mats Persson, del Departamento de Química de la Universidad,
aportó los cálculos teóricos al estudio, dirigido por la Universidad de Graz.
Los
motores moleculares son moléculas capaces de convertir energía externa en
movimiento direccional. Se trata de un apasionante campo de investigación que
fue reconocido con el premio Nobel de Química de 2016.
El
equipo de investigación de la Universidad de Graz descubrió este tipo de
moléculas motoras y ha seguido desarrollando el concepto. Para encontrar la
función motora, combinaron las moléculas con una superficie para formar
"motores adsorbentes". Las moléculas tienen una estructura química
muy sencilla, a diferencia de los tipos de motores moleculares existentes, que
requieren complejos métodos de síntesis.
Cuando
son estimuladas por una vibración molecular interna, las moléculas se mueven
con una notable unidireccionalidad del 100%, tal y como se observa a nivel de
molécula única mediante microscopía de efecto túnel de barrido.
En el
estudio no se observó ni un solo movimiento hacia atrás en múltiples pruebas.
Esta direccionalidad es intrínseca al motor de adsorción y no es necesario
empujar o tirar con la punta atómicamente afilada del microscopio.
Los cálculos del profesor Persson revelaron que es el cambio entre dos superficies de energía potencial lo que provoca la unidireccionalidad.
El
profesor Persson declaró: "El movimiento molecular unidireccional no sólo
es fascinante, sino también un concepto contraintuitivo en la física y la
química fundamentales, y es muy prometedor para futuras aplicaciones en motores
moleculares y nanomáquinas".
Más
allá del movimiento molecular, los investigadores creen que este novedoso motor
puede realizar un trabajo real transportando moléculas individuales de CO como
carga de un lugar a otro de la superficie, siempre de forma perfectamente
unidireccional. Una estimación de la cantidad de trabajo entregada muestra una
notable concordancia con el trabajo realizado por los motores biológicos.
Alucinante y sin duda con muchas ganas de seguir viendo las aplicaciones que vayan surgiendo, la química no deja de sorprendernos cada que la observamos.
Bibliografía:
https://phys.org/news/2023-09-molecular-motor-uni-directionality-straight-line.html
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06384-y
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