Un par de químicos de la Universidad de Groningen, en los Países Bajos, observaron la comunicación entre los rotores de un motor molecular. En su estudio, publicado en el Journal of the American Chemical Society , Carlijn van Beek y Ben Feringa realizaron experimentos con motores moleculares basados en alquenos.
Los motores moleculares son máquinas moleculares naturales o artificiales que convierten la energía en movimiento en los organismos vivos. Un ejemplo sería la ADN polimerasa que convierte el ADN monocatenario en ADN bicatenario. En este nuevo esfuerzo, los investigadores estaban experimentando con motores moleculares basados en alquenos impulsados por luz, utilizando luz para impulsar rotores moleculares. Como parte de sus experimentos, crearon un motor compuesto por tres engranajes y dos rotores y observaron un caso de comunicación entre dos de los rotores.
Para construir su motor, los investigadores comenzaron con partes de dos motores existentes, uniéndolos. Descubrieron que la estructura isoíndigo resultante agregaba otra dimensión a su motor en relación con otros motores sintetizados:el suyo tenía un intermediario metaestable duplicado que conectaba dos de los rotores, permitiendo la comunicación entre los dos.
Esto, señalan, significó que un rotor no tenía que completar una rotación antes de que se activara el segundo, como es el caso normal. Y esto provocó cambios en la estructura que impulsaba el núcleo central del motor, lo que a su vez influyó en el movimiento del segundo rotor, un ejemplo de comunicación entre los dos rotores.
Para observar su motor en acción, los investigadores combinaron espectroscopía de RMN y UV-visible. También hicieron funcionar su motor en una cámara refrigerada a -110°C para ralentizar la acción y hacerla visible a medida que se desarrollaban los acontecimientos. Esto les permitió observar el motor en detalle paso a paso.
Los investigadores también realizaron experimentos DFT que les permitieron caracterizar todas las estructuras posibles dadas las piezas de motor que tenían disponibles. Reconocen que no pudieron encontrar una explicación para el mecanismo de comunicación que surgió en su motor, aunque sugieren que sus hallazgos podrían proporcionar una mejor comprensión de los tipos de acoplamiento que pueden ocurrir en los motores moleculares.
Más información: Carlijn L. F. van Beek et al, Movimiento rotatorio acoplado en motores moleculares, Revista de la Sociedad Química Estadounidense (2024). DOI:10.1021/jacs.3c14430
Información de la revista: Revista de la Sociedad Química Estadounidense
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