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.

Esquema del movimiento unidireccional de la molécula motora asimétrica a lo largo de las filas de átomos sobre una superficie de Cu. Las flechas indican la dirección del movimiento

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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