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

 

Подложка покрытая аморфным кремнием
Подложка покрытая аморфным кремнием

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Наноструктуры в природе. Крылья ночной бабочки – акустические метаматериалы. Доменный зигзаг: новый поворот в теории микромагнетизма. Новый материал для оптических терагерцовых элементов. Водород в графине. Следопыты сверхбыстрых процессов: определение длительности световой пули. Нобелевская премия 2022.

Наносистемы: физика, химия, математика (2022, Т. 13, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume13/13-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

7-9 октября - Фестиваль НАУКА 0+ в Москве
7-9 октября в Москве будут проходить мероприятия в рамках Всероссийского фестиваля НАУКА 0+ — одного из крупнейших просветительских проектов в области популяризации науки в мире и одного из ключевых событий в рамках Десятилетия науки и технологий.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2022 году
коллектив авторов
24 - 27 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Пятилетка Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!": что было и что может быть в будущем
Е.А.Гудилин , А.А.Семенова
Уже более 15 лет живет и развивается Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!". За всю историю Олимпиады было предложено много инновационных решений, охват олимпиадой составил более 50 000 участников по всей Российской Федерации и странам ближнего зарубежья. В статье приводятся статистические данные по Олимпиаде и возможные пути ее дальнейшего развития.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
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.