Обычные моторы сжигают топливо, вырабатывая тепло, которое толкает поршни и создает движение. Но в молекулярном мире все немного иначе. Химические реакции, которые вызывают вращение ротора по часовой стрелке, с той же вероятностью могут закрутить мотор в обратном направлении. А тепло расталкивает молекулы в разные стороны случайным образом.
Химики из Университета Манчестера (Великобритания) смогли спроектировать полезные молекулярные машины, размещенные на пластиковых шариках микрометрового диаметра, пишет Science. Затем они показали, что импульсы химического топлива способны вращать многочисленные кольца молекул вокруг осей, крепящихся на шариках. Ученые смогли управлять вращением колец.
По мнению исследователей, изобретение может пригодиться для записи и чтения данных. А если ученые смогут сделать так, чтобы химические вещества с колец попадали внутрь полых шариков, то эти крошечные устройства станут выкачивать токсины из крови пациентов.
Вдобавок, команда английских химиков создала мотор, который не перестает вращаться, пока не кончится топливо. В данном случае химическая группа пиррол-2-карбонил служит ротором, вращающим стационарную группу фенил-2-карбонил. Если подача топлива прекращается, другая химическая группа останавливает мотор. При этом в обратную сторону вращения не происходит.
Пока неизвестно, что ученые предполагают делать с роторным мотором из 26 молекул, но его более крупный биологический аналог таким же образом вырабатывает аденозинтрифосфат, источник энергии для клеток. Пока ротор вращается не очень быстро, всего три оборота в день, но в будущем химики рассчитывают усовершенствовать его и приспособить для сбора ионов ценных металлов в морской воде для электронной или химической промышленности.
В прошлом году ученые из Нидерландов разработали сверхбыстрый молекулярный двигатель — для полного оборота ему нужен единственный фотон и пара пикосекунд. Для его изготовления потребуется недюжинная биоинженерная сноровка, но теперь у ученых есть схема молекулярного мотора совершенно нового типа.
