De bevindingen van de onderzoekers zijn onlangs gepubliceerd in Nature Chemistry.
Sommige belangrijke componenten die in moleculaire machines worden gebruikt, zoals schakelaars, rotoren, tangen, robotarmen of zelfs motoren, bestaan al op nanoschaal. Een ander essentieel onderdeel van elke machine is het tandwiel, dat veranderingen in richting en snelheid mogelijk maakt en bewegingen met elkaar verbindt. Er bestaan ook moleculaire tegenhangers voor tandwielen, maar tot nu toe bewogen ze alleen passief heen en weer.
Het moleculaire tandwiel dat is ontwikkeld door het onderzoeksteam onder leiding van Henry Dube meet slechts 1,6 nm – en is daarmee de kleinste in zijn soort. Maar dat is niet alles. Het onderzoeksteam is erin geslaagd een moleculair tandwiel en zijn tegenhanger actief aan te drijven en heeft daarmee een fundamenteel probleem opgelost bij de constructie van machines op nanoschaal.
De tandwielkast bestaat uit twee componenten die in elkaar grijpen en uit slechts 71 atomen bestaan. Een component is een triptyceenmolecuul waarvan de structuur lijkt op een propeller of een emmerwiel (in de afbeelding in lichtgrijs weergegeven). Het tweede onderdeel is een plat fragment van een thioindigo-molecuul, vergelijkbaar met een plaatje (in de afbeelding in goud weergegeven). Als de plaat 180 graden draait, draait de propeller 120 graden. Het resultaat is een 2:3 overbrengingsverhouding.
De nano-tandwielkast wordt aangestuurd door licht, waardoor het een moleculaire foto-uitrusting is. Omdat ze direct worden aangedreven door de lichtenergie, bewegen de plaat en de triptycene propeller in een vergrendelde synchrone rotatie. Warmte alleen was niet voldoende om de tandwielkast te laten draaien, ontdekte het team. Toen de onderzoekers de oplossing rond de tandwielkast in het donker verwarmden, draaide de propeller, maar de plaat niet – het tandwiel ‘slipte’. Zo kwamen ze tot de conclusie dat de nano-reductor geactiveerd en bestuurd kan worden met behulp van een lichtbron.
De Pi-Pop is een e-bike zonder de gewone energiecellen. Hij werkt op kracht zonder lithium-ion,…
Straling vanuit de ruimte is een uitdaging voor kwantumcomputers, omdat hun rekentijd beperkt wordt door…
Na meer dan 40 jaar voor KSB te hebben gewerkt, gaat directeur Nico Gitz binnenkort…
3T Electronics & Embedded Systems, onderdeel van de Kendrion Group, heeft een nieuwe locatie in…
Een nieuw huisbeveiligingssysteem schiet indringers de tuin uit met paintballs of traangas. Het is te…
Om ervoor te zorgen dat er steeds meer hernieuwbare waterstof wordt geproduceerd in Nederland en…