Primul SUV molecular luat la un test-drive

Primul SUV molecular luat la un test-drive

Detalii

CategoriiStiinta
TaguriBiologie
Ultima actualizareMarti 5 august 2014
Vizualizari1414

Voteaza & Distribuie

Descriere

Ceea ce poate fi descris drept cel mai mic vehicul electric din lume, un 4x4 insa, a fost realizat dintr-o singura molecula de catre cercetatorii de la Universitatea Twente, din Olanda. Rezultatul cercetarilor lor in aceasta directie a fost publicat in prestigioasa revista stiintifica Nature, teza lor oferind explicatii cu privire la constructia acestui vehicul uluitor, aflat intr-un test-drive microscopic.




Primul SUV molecular


Primul SUV molecular



SUV-ul electric este format dintr-o singura molecula cu patru ramificatii, care actioneaza ca niste roti, miscandu-se atunci cand o tija metalica de aceleasi proportii este traversata de o sarcina electrica. Cu zece astfel de descarcari electrice, SUV-ul electric a fost facut sa se deplaseze pe o distanta echivalenta cu sase miliardimi de metru. Experimentul se alatura altora, facute la aceeasi scara si s-a observat ca se reuseste depasirea fortelor care actioneaza, de obicei, la asemenea proportii moleculare.



„Bateriile" vehiculului electric functioneaza prin intermediul varfului a ceea ce se numeste un microscop de scanare tubulara fina. Acesta-i un varf de metal extraordinar de fin care se termina intr-un atom sau doi. In vreme ce varful se afla langa o molecula, electronii se ataseaza de el. Spectaculosul experimentului consta in cele patru „roti moleculare". Acestea primesc o incarcatura electrica atunci cand absorb electronii si „SUV"-ul molecular se deplaseaza.


Experimentul cercetatorilor olandezi pare o distractie de laborator, de dupa orele de program, a unor oameni scufundati cu totul in realitatile stiintifice, insa este, de fapt, un tur de forta in materie de nanotehnologie. In ultimii ani, au fost realizate o serie intreaga de masinarii microscopice, incorporand parti componete reduse la scara, obtinute din bucati de metal sau semiconductori prin procedee de fabricare modulara. Construirea unei structuri dintr-o singura molecula este cu totul o alta chestiune, afirma Tibor Kudernac, chimist din grupul de cercetare al Universitatii Twente, unul dintre principalii realizatori ai experimentului.



„In sistemele biologice se afla un numar foarte mare de masinarii moleculare sau rotoare, bazate pe proteine care realizeaza impecabil procese importante; contractia musculara se bazeaza pe aceste rotoare proteice",



explica cercetatorul olandez. In studiul coordonat de el, dr. Kudernac ajunge la concluzia ca aplicatiile pentru mecanismele moleculare sunt, probabil, extrem de avansate. Prima sarcina asumata de echipa de cercetare a fost sa determine functionarea SUV-ului molecular in conditii normale; experimentele s-au derulat in conditii extreme, la o temperatura de – 266 de grade Celsius, in vid.


Desi potentialele aplicatii ale construirii unui asemenea vehicul vor cere realizarea unui alt 4x4 molecular, dr. Kudermac este convins ca nu vor exista nici un fel de limitari fundamentale, pentru ca



„asta facem, incercam sa proiectam molecule pentru a anumite utilizari."



In ceea ce priveste aplicatiile construite dintr-o singura molecula, s-a reusit realizarea unui motor microscopic, avand o sectiune de o miliardime de metru, care ar putea fi folosit si in medicina, pentru activarea nanomecanismelor injectate in corpul uman cu misiuni reparatorii si de neutralizare precisa a tumorilor. Primul motor de acest tip a fost construit in laboratoarele Universitatii Tufts, din Massachusetts.


O molecula de butyl-methyl a fost plasata pe o suprafata curata de cupru, unde un singur atom de sulf a actionat ca pivot. Varful tunelului microscopului de scanare a fost folosit pentru dirijarea sarcinii electrice in motor si pentru realizarea de fotografii ale moleculei in miscare. Astfel de mecanisme vor fi extrem de utile in medicina, asigurand transportul medicamentelor exact acolo unde este nevoie de ele.


Pentru moment insa, echipa de la Universitatea Tufts a contactat Guinness Book of Records pentru a omologa faptul ca au construit cel mai mic motor din lume. Aceeasi procedura i s-ar putea aplica si SUV-ului molecular, care nu va avea niciodata nevoie de rovinieta si nu va calca decat microbii aventurati in calea sa.