Převodové ústrojí v molekulárním měřítku pro přenos rotační síly

Hvězda molekulárních nečistot jako prototyp zařízení. Dlouhé rameno má jinou chemickou strukturu, která sleduje rotaci. Uznání: Gwénaël Rapenne (NAIST a UPS)

Vědci z Nara Institute of Science and Technology v Japonsku ve spolupráci s výzkumnými týmy na univerzitě Paula Sabatiera ve Francii prosazují vědu molekulárně upravených vlaků pro vysokorychlostní rotaci.

Železniční převodovka se po staletí používá k překladu změn rychlosti otáčení ozubeného kola do změn rotační síly. Používají je auta, vrtačky a často cokoli s rotujícími částmi. Molekulární převody jsou mnohem novějším vynálezem, který může k zahájení otáčení ozubeného kola použít světelný nebo chemický stimul. Výzkumní pracovníci Nara Institute of Science and Technology (NAIST) v Japonsku ve spolupráci s výzkumnými týmy na univerzitě Paula Sabatiera ve Francii informují o nové studii publikované v Chemická věda způsob, jak v práci identifikovat snímky ultravysokého ozubeného soukolí – propojeného řetězce ozubených kol.

Vedoucí projektu NAIST, profesorka Gwénaël Rapenne, zasvětila svou kariéru výrobě mechanických rozměrů, jako jsou kola a motory. Vědci nedávno navrhli ozubené kolo pro molekulární soukolí, ale v současné době neexistuje způsob, jak si vizualizovat ozubená kola v pohybu.

“Nejpřímější způsob, jak sledovat pohyb molekulárních převodů, je statické skenování v mikroskopických obrazech. Z tohoto důvodu musí být jeden ze zubů ozubených kol odlišný nebo elektrochemicky odlišný od ostatních. Zubů,” vysvětluje Rapenne.

Pentaporphyrinic Molecular Gear

Nástroj pentaporfyrinové molekuly o velikosti 5 nm. Uznání: Gwénaël Rapenne (NAIST a UPS)

Vědci nejprve vytvořili molekulární ozubené kolo skládající se z pěti vesel, ve kterých jedno veslo obsahovalo některé atomy uhlíku vyšší než ostatní čtyři vesla. Jak se však loni ukázalo, rozdíly v délce pádla narušily koordinaci pohybu podél soukolí. Rozdíly v lopatkové elektrochemii jsou tedy optimističtější konstrukční přístup, ale synteticky náročnější.

“Pomocí výpočtových studií jsme zjistili, zda elektronové extrakční jednotky nebo chemie kovů mohou přizpůsobit elektronické vlastnosti lopatky, aniž by se změnila velikost lopatky,” řekla Rapenne. Takové adaptivní vlastnosti jsou důležité, protože je lze pozorovat odlišným způsobem pomocí skenovací tunelovací mikroskopie, a tím usnadnit statické zobrazování.

„Naše prototypy pentaporfyrinového ozubeného kola obsahují místo centra nikl – kov pádlo obsahující látku kyanofenyl nebo zinek,“ vysvětluje Rapenne. „Různé spektroskopické techniky potvrzují architekturu našich syntéz.“

Jak vědci používají tato ozubená kola? Představte si, že na některém z převodů zazáříte vysoce zaostřený paprsek světla nebo použijete chemický stimul, abyste zahájili rotaci. K tomu lze otočit řadu ozubených kol koordinovaným způsobem jako konvenční vlakové soukolí, ale v molekulárním měřítku tvořeném konečnou miniaturizací zařízení. “Nyní máme způsoby, jak si takové zvraty představit,” řekla Rapenne.

Použitím tohoto pokroku k pokračování ve studiu mechaniky jedné molekuly je Rapenne přesvědčena, že široká výzkumná komunita má nový dynamický design pro integrované nanoměřítkové stroje. “Ještě tam nejsme, ale pracujeme společně, abychom to co nejdříve udělali,” řekl.

Odkaz: „Desymmetrised pentaporphyrinic gears suspended on metallo-organic anchors“ od Seifallah Abid, Yohan Gisbert, Mitsuru Kojima, Nathalie Saffon-Merceron, Jérôme Cuny, Claire Kammerer a Gwénaël Rapenne, 18. února 2021, Chemická věda.
DOI: 10.1039 / D0SC06379G

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Líheň je otevřená, stanici zabírá 10 členů posádky

Nově přidaný personál stanice, který se skládal z 10 členů, se shromáždil v servisní jednotce Zvezda, aby uspořádali uvítací ceremoniál s rodinnými příslušníky a...

Chronické virové infekce mohou mít hluboký trvalý účinek na imunitu člověka, podobně jako stárnutí

Analýza topologie sítě funkce imunitního systému představující desítky integrovaných buněčných odpovědí, které jsou během odstraňování viru hepatitidy C u lidí obráceny. Zkoumané signální...

Byly odhaleny bizarní dýchací orgány 450 milionů let starých mořských živočichů

Zápočet: UCR Trilobité měli při dýchání jednu nohu Nová studie našla první důkazy o vysoce vyvinutých dýchacích orgánech u mořských živočichů starých 450 milionů let. ...

“Čmáranice světla” v reálném čase

Vědci z Tokijské metropolitní univerzity vyvinuli zjednodušený algoritmus pro převod volně nakreslených čar na standardním stolním procesoru na hologramy. Dramaticky snižují náklady na...

Mineralogie hluboké kůry Země pohání hotspoty pro domácí život

Tým DeMMO Field zleva doprava: Lily Mumper, Britney Kruger a Caitlin Cesar vzorky zlomenin z vrtné soupravy DeMMO. Kredit: © Matt Kapost Pod zeleným...

Newsletter

Subscribe to stay updated.