Una nueva investigación ha demostrado cómo las fibras sintéticas de fabricación propia pueden guiar el movimiento molecular que puede ser alimentado por la luz a largas distancias. un descubrimiento que podría allanar el camino para nuevas formas de utilizar la luz como fuente de energía sostenible.

Investigadores de la Universidad de Nottingham han utilizado por primera vez una ruta de moléculas líquidas ensambladas por las que las moléculas viajeras pueden ser impulsadas por la luz. La investigación 'Movimiento molecular a escala micrométrica controlada por luz' se ha publicado hoy en Química de la naturaleza .

El profesor David Amabilino de la Facultad de Química de la Universidad de Nottingham es uno de los investigadores principales, explica:"En los organismos vivos, los motores moleculares viajan por caminos moleculares específicos, es una parte esencial de la función celular. Hemos demostrado que una fibra molecular sintética de fabricación propia en un líquido se comporta como un camino para el movimiento de un viajero molecular en una distancia 10, 000 veces su longitud. La luz actúa como combustible para estimular el movimiento, mientras que un interruptor molecular mezclado en el sistema aparentemente impulsa al viajero en su camino.

El sistema emula, por primera vez, movimiento del tipo que tiene lugar a lo largo de las fibras en las células. Este es un descubrimiento muy emocionante, ya que si podemos encontrar formas de hacer uso del potencial de la luz en este proceso, podría allanar el camino para su uso en medicamentos activados por luz, nuevas formas de aprovechar la energía de la luz como fuente de energía y de crear nuevas formas sostenibles de realizar tareas químicas ".

El equipo utilizó interacciones entre grupos químicos con carga opuesta y creó movimiento en este sistema estático al introducir una molécula de conmutación, que se mueve de un lado a otro con bastante rapidez, en las fibras. Iluminar esto debilita la interacción de las moléculas viajeras con el camino a medida que se mueven a lo largo de él. que puede estar a cierta distancia. Si la molécula fuera de nuestro tamaño, se moverían el equivalente a 10 km.

El calor se libera cuando se irradian las moléculas de conmutación, y ese calor tiene un efecto local que ayuda al viajero a moverse, por lo que el movimiento mecánico del interruptor, y el calor que se desprende cuando lo hace, son importantes para que el sistema funcione.

La técnica que el equipo usó para observar estos efectos es un microscopio óptico especial que permitió la excitación simultánea de las moléculas —haciéndolas moverse— y la observación de cómo devuelven la luz (las moléculas viajeras son fluorescentes).

El coautor del estudio Mario Samperi agrega:"El sistema que hemos preparado es muy sensible al solvente en el que se forman las fibras. En un líquido con la fuerza del whisky fuerte, las moléculas viajeras se mueven a lo largo de las fibras a otra ubicación, mientras que cuando el líquido es la fuerza de un limoncello más débil, se forman anillos de fibras reorganizadas donde los viajeros se han movido a lo largo y se han incorporado a la pista circular recién formada.

Queremos poder transportar otras moléculas de un lugar a otro de forma controlada, para que las moléculas viajeras puedan llevar un paquete de un lugar a otro, emulando la naturaleza, pero usando la luz como energía ".