Motores moleculares: Desacelerando el movimiento

Ralentizando el mecanismo de relojería de los motores moleculares

Avances en el camino hacia las nanomáquinas inteligentes: Los químicos de la Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) de Munich han modificado la síntesis de un motor molecular para reducir la velocidad de su rotación impulsada por la luz, permitiendo así a los investigadores analizar el mecanismo de movimiento con todo detalle. El nuevo estudio aparece en la revista Angewandte Chemie («Observación directa de Hemithioindigo-motor unidireccionalidad«).

Los químicos de la LMU, dirigidos por el Dr. Henry Dube, han desarrollado un nuevo método para sintetizar una nueva generación de motores moleculares. Utilizando este método «fuimos capaces de reducir la velocidad de nuestro motor molecular lo suficiente como para permitirnos seguir su movimiento de rotación impulsado por la luz con todo detalle», dice Dube, que dirige un Grupo de Investigación Junior Emmy Noether en el Departamento de Química de LMU.

El nuevo compuesto, como su molécula de motor predecesora, contiene un doble enlace de carbono y carbono (C=C). Cuando se expone a la luz, parte de la molécula gira unidireccionalmente sobre este doble enlace. Además, a diferencia de la mayoría de las otras moléculas motoras sintéticas, que funcionan con luz UV, la estructura de Dube puede ponerse en movimiento con la luz visible, que es menos energética que la UV.

Para reducir la velocidad de rotación, Dube y su equipo desarrollaron una nueva síntesis, que produce la estructura deseada en cinco pasos. El nuevo enfoque permite la incorporación de grupos sustitutivos voluminosos en la estructura final, que constriñen el camino abierto al rotor, reduciendo efectivamente su movilidad y conduciendo así a una menor tasa de rotación general. Estas modificaciones permitieron a los investigadores observar los cuatro intermediarios previstos que deben atravesarse secuencialmente en cada ciclo de rotación, y les permitieron confirmar que el modo de rotación del motor es realmente unidireccional.

El objetivo de la investigación de Henry Dube es desarrollar los componentes químicos necesarios para la construcción de las denominadas nanomáquinas, es decir, conjuntos moleculares cuyos movimientos y estados estructurales pueden ser controlados por estímulos externos.

Cuanto mayor sea el grado de control alcanzado, mayor será la gama de aplicaciones potenciales disponibles. La capacidad de reducir la velocidad de rotación del motor del hemito Índigo abre ahora posibles aplicaciones en la catálisis o en el desarrollo de materiales inteligentes, que pueden manipularse de forma selectiva.

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