Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /nano-data/main/resources.obj.php:5902) in /nano-data/main/resources.obj.php on line 5089
Молекулярных ходоков научили таскать тяжести
Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Человечки условно обозначают молекулы антрахинона, а гантели – молекулы-грузы. Сравнение не случайно – у человечков-молекул есть и ноги, и руки. Остального нет – пока нет (иллюстрация с сайта research.chem.ucr.edu).
Крупные молекулы-ходоки – это антрахинон. Более мелкие – диоксид углерода. Пока ходоки без груза, они движутся очень быстро. Но когда они подбирают одну молекулу, а затем вторую, начинают перемещаться заметно медленнее (иллюстрация с сайта research.chem.ucr.edu).
Раньше молекулы в опытах Бартелса просто ходили на двух ногах (иллюстрация с сайта research.chem.ucr.edu).
Людвиг Бартелс (фото с сайта research.chem.ucr.edu).
Раньше Бартелс заставлял свои молекулы вот так танцевать (иллюстрация с сайта research.chem.ucr.edu).

Молекулярных ходоков научили таскать тяжести

Ключевые слова:  наномеханика, периодика

Опубликовал(а):  Кушнир Сергей Евгеньевич

29 января 2007

Эти человечки, бегающие по медному полю, — не настоящие люди. А грузики в их руках почти ничего не весят. И, тем не менее, эти персонажи очень интересны и необычны, ведь это не люди, а всего лишь молекулы. Пока что они умеют очень мало, но это временно – на свете есть энтузиасты, которые вот-вот научат их уму-разуму.

Людвиг Бартелс (Ludwig Bartels), тот самый доцент из Калифорнийского университета в Риверсайде (University of California, Riverside), который пару лет назад сделал двуногие молекулы, всё ещё продолжает свои опыты над безмолвными испытуемыми из микромира.

Теперь он посчитал, что мало превратить молекулу в ходока, безропотно двигающегося по прямой — теперь ещё и нужно заставить его таскать всякие грузы.

Очередной герой "по имени" C14H8O2 (это молекула антрахинона, вещества использующегося при изготовлении красителей) бегает по медной поверхности. Если ему на пути подсунуть молекулы диоксида углерода (CO2), то он может их подобрать. Ведь у него не только пара ног, позволяющих шагать, но и пара рук, в которые он может смело взять по молекуле. Разумеется, руки – это не руки, а ноги – это не ноги, а всего лишь части молекулы, но они неплохо выполняют функции этих конечностей.

Интересно, что дальше наш скромный персонаж будет вести себя вполне по-человечески: задание есть задание, и, подняв с земли, то есть с медной пластины кфс, молекулы CO2, он пойдёт дальше.

Причём, характер движения будет полностью зависеть от нагруженности: если антрахинон прихватил с собой одну штуку, то идти станет тяжелее и скорость замедлится. А если молекулы будут в обеих руках, то и подавно придётся еле-еле ползти. Но всё так же по прямой, никуда не сворачивая.

Бартелс рассказал, почему происходит такое замедление: "Прикреплённая молекула CO2 требует от носильщика вдвое большей энергии, две – втрое большей".

Такая картина очень напоминает то, что бывает в природе. Бартелс приводит простое известное сравнение: в человеческом теле происходит очень похожая транспортировка — молекулы гемоглобина тоже берут молекулы кислорода и доставляют их к органам, чтобы снабдить их этим необходимым элементом.

В 2005 году он работал с молекулами CO на такой же медной, тщательно отполированной подложке. Он обнаружил, что на этой поверхности молекулы ведут себя по-разному, причём их динамика зависит только от взаимодействий между собой, но никак не от медной пластины.

Кроме того, учёный заметил, что молекулы CO в этих опытах по-разному притягиваются и отталкиваются в зависимости от расстояния между ними. В результате этого их перемещение оказывалось ограниченным и состояло в том, что они стали двигаться друг вокруг друга. По утверждению Бартелса, это не что иное, как танец. Но это условное сравнение – в том опыте ног у молекул ещё не было.

После другого эксперимента Бартелса, ещё больше "расшевелившего" микромир, молекулы начали ходить уже на ногах. А теперь они ещё и носят грузы.

Комментируя этот беспрецедентный опыт в области молекулярных машин, Бартелс сказал, что данные эксперимента свидетельствуют о надёжности такого крошечного транспорта. По утверждению доцента, ходячие молекулы, таскающие грузы, в будущих молекулярных механизмах будут играть такую же роль, какая сейчас принадлежит, например, конвейерам современных заводов.

Заглядывая в будущее, учёный рассказывает о том, что он вместе со своей исследовательской группой планирует сделать ещё более впечатляющие шаги. В частности, он хочет научить молекулы не только двигаться прямо, но и обходить препятствия, а также испускать фотоны, чтобы давать какие-то сигналы о своей работе.





Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Пёстрая лента
Пёстрая лента

Научно-популярный лекторий РНФ на Международном молодежном научном форуме «Ломоносов-2019»
С 9 по 11 апреля российские ученые рассказывают о своих научных исследованиях, которые выполняются по грантам Российского научного фонда. Лекции проходят в рамках Лектория РНФ во время проведения Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2019».

Фестивали «От Винта!» и NAUKA 0+ представили инновационные проекты на выставке Hannover Messe 2019
Ганновер (Германия) 5 апреля 2019 года. – Объединённая экспозиция Фестиваля детского и молодежного научно-технического творчества “От Винта!” и Всероссийского фестиваля NAUKA 0+ была представлена на крупнейшей выставке промышленных технологий Hannover Messe 2019 в Германии в составе стенда Российской Федерации, организованного Российским экспортным центром при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ.

Стань магистрантом в области светодиодных технологий без экзаменов
От бакалавриата к магистратуре без вступительных экзаменов уже сейчас? С портфолио возможно все! Участвуйте в конкурсе «Науке нужен ты!» и получайте бюджетный билет в первую в России магистерскую программу в области светодиодных технологий и оптоэлектроники Университета ИТМО!

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
А.А.Семенова
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.