Normalde moleküllerin hareketleri şansa bağlıdır,dönen bir molekül sağa veya sola dönebilir. Ancak Ben Feringa 1999’da ilk moleküler motoru oluştururken motorun hep ayni yönde dönmesi için akıllıca stratejiler uyguladı. Sonuç olarak hep belirli bir yönde dönen bir molekül tasarladı.
Molekül iki küçük motor kanadına benzetilecek bölümlerden,iki karbon ataomu arasında çift bağla bir arada duran yassı iki kimyasal yapıdan oluşuyordu. Her bir rotor kanadına bağlı olan metil grubu,bir dişlinin tek yönde dönmesini sağlayan dişli mandalı (Kontra gibi) işlev görüp molekülü tek yöde dönmeye zorluyordu.Molekül UV ışık atımına maruz bırakıldığında rotor kanatlarından biri çift karbon bağının çevresinde 180 derece dönüyordu. Bu sırada dişli mandalı görevini yapan kısım yerine oturuyordu.Sonraki UV ışık atımıyla rotor kanadı 180 derece daha dönerek bir devri tamamlamış oluyordu. Böylece motor ayni yönde dönmeye devam ediyordu.
Bugünkü moleküler makinelerin en çarpıcı örneklerinden biri amino asitleri tutup birbirine bağlayabilen bir moleküler robot. Bu robot 2013 yılında rotaksan temel alınarak oluşturuldu. Başka araştırmacılar moleküler robotları uzun polimerlerle tutturarak karmaşık bir ağ oluşturdu. Moleküler motorlar ışığa maruz kaldığında polimerleri karmaşık bir yığın halinde topluyor. Böylece ışık enerjisi moleküllerde depolanmış oluyor.
Eğer araştırmacılar bu enerjiyi açığa çıkarmak için bir teknik bulabilirse yeni bir pil çeşidi geliştirilebilir. Motorlar polimerleri topladığında malzeme ayni zamanda büzüşmüş de oluyor. Bu da ileride ışığa tepki veren algılayıcıların geliştirilmesinde faydalı olabilir.
Gelişim açısından moleküler motorun şu anki durumu elektrik motorunun yaklaşık 1830’lardaki durumuna denk sayılabilir. O dönemde de araştırmacılar motor gücüyle dönen tekerin,manivelenın günün birinde çamaşır makinalarının,fanların ve mutfak robotlarının temeli haline geleceği konusunda en küçük fikirleri olmadan gururla da sergiliyordu. ”Makineleri ne kadar küçültebiliriz” sorusuna artık net bir cevabımız var: En az saç telinin binde biri kadar.
http://www.nature.com/nature/journal/v440/n7081/suppinfo/440163a.html
Not: Üst linkteki 2 adet mov videosunu, pc'nize bu linkten download edip VLC player'la açarsanız, mikroskop altında, 2. videoda daha hızlı, 3. videoda ise daha yavaş olan moleküler dönmenin, sol üstten UV ışık atımlar halinde gelirken oluşan bu durumunu gözlemleyebilirsiniz.
Bilim ve Teknik, Aylık Popüler Bilim Dergisi, Aralık 2016, Yıl 50, Sayı 589, Sayfa 55, Moleküller Nasıl Makineye Dönüştü?
Molekül iki küçük motor kanadına benzetilecek bölümlerden,iki karbon ataomu arasında çift bağla bir arada duran yassı iki kimyasal yapıdan oluşuyordu. Her bir rotor kanadına bağlı olan metil grubu,bir dişlinin tek yönde dönmesini sağlayan dişli mandalı (Kontra gibi) işlev görüp molekülü tek yöde dönmeye zorluyordu.Molekül UV ışık atımına maruz bırakıldığında rotor kanatlarından biri çift karbon bağının çevresinde 180 derece dönüyordu. Bu sırada dişli mandalı görevini yapan kısım yerine oturuyordu.Sonraki UV ışık atımıyla rotor kanadı 180 derece daha dönerek bir devri tamamlamış oluyordu. Böylece motor ayni yönde dönmeye devam ediyordu.
Bugünkü moleküler makinelerin en çarpıcı örneklerinden biri amino asitleri tutup birbirine bağlayabilen bir moleküler robot. Bu robot 2013 yılında rotaksan temel alınarak oluşturuldu. Başka araştırmacılar moleküler robotları uzun polimerlerle tutturarak karmaşık bir ağ oluşturdu. Moleküler motorlar ışığa maruz kaldığında polimerleri karmaşık bir yığın halinde topluyor. Böylece ışık enerjisi moleküllerde depolanmış oluyor.
Eğer araştırmacılar bu enerjiyi açığa çıkarmak için bir teknik bulabilirse yeni bir pil çeşidi geliştirilebilir. Motorlar polimerleri topladığında malzeme ayni zamanda büzüşmüş de oluyor. Bu da ileride ışığa tepki veren algılayıcıların geliştirilmesinde faydalı olabilir.
Gelişim açısından moleküler motorun şu anki durumu elektrik motorunun yaklaşık 1830’lardaki durumuna denk sayılabilir. O dönemde de araştırmacılar motor gücüyle dönen tekerin,manivelenın günün birinde çamaşır makinalarının,fanların ve mutfak robotlarının temeli haline geleceği konusunda en küçük fikirleri olmadan gururla da sergiliyordu. ”Makineleri ne kadar küçültebiliriz” sorusuna artık net bir cevabımız var: En az saç telinin binde biri kadar.
http://www.nature.com/nature/journal/v440/n7081/suppinfo/440163a.html
Not: Üst linkteki 2 adet mov videosunu, pc'nize bu linkten download edip VLC player'la açarsanız, mikroskop altında, 2. videoda daha hızlı, 3. videoda ise daha yavaş olan moleküler dönmenin, sol üstten UV ışık atımlar halinde gelirken oluşan bu durumunu gözlemleyebilirsiniz.
Bilim ve Teknik, Aylık Popüler Bilim Dergisi, Aralık 2016, Yıl 50, Sayı 589, Sayfa 55, Moleküller Nasıl Makineye Dönüştü?
