Un estudio publicado en Chemistry—A European Journal presenta un diseño de prueba de principio de motores moleculares.
"Los motores moleculares artificiales son moléculas que absorben la luz de una fuente externa, como la luz solar, y convierten la energía luminosa en energía cinética", afirma Bo Durbeej, profesor de la Universidad de Linköping (LiU), que dirigió el estudio.
Los "motores moleculares" pueden parecer ciencia ficción, pero en el cuerpo hay muchos motores moleculares biológicos que impulsan los músculos y transportan sustancias al interior de las células. Los investigadores de química y nanotecnología llevan mucho tiempo intentando desarrollar motores moleculares artificiales, que podrían ser útiles en varias áreas en el futuro. Las posibles aplicaciones incluyen su uso para administrar medicamentos al lugar correcto del cuerpo o para almacenar energía solar.
Pero un motor por sí solo no es suficiente. Un automóvil que tuviera sólo un motor o un motor pero sin ruedas no llegaría muy lejos. La potencia del motor debe transferirse (a las ruedas, en el caso del automóvil) y esto se hace a través de una caja de cambios. De manera similar, el siguiente paso en este campo de investigación es construir engranajes moleculares que puedan transferir la energía cinética de una parte de una molécula a otra. Las aplicaciones futuras dependen de poder utilizar el movimiento en otro lugar que no sea donde se creó.
"Muchos científicos han intentado durante mucho tiempo construir engranajes moleculares. Hemos desarrollado un principio de diseño sobre cómo transferir el movimiento giratorio a otra parte de un sistema molecular y tener un control total sobre la dirección de rotación. Los diseños anteriores no habían podido controlar el movimiento giratorio", afirma Bo Durbeej.
Un desafío importante al desarrollar un fotoengranaje molecular es que la parte que se desea girar, la "hélice", está unida al resto de la molécula mediante un enlace simple. Los enlaces simples giran muy fácilmente, lo que dificulta el control de la direccionalidad. Pero los investigadores de LiU han logrado resolver este problema al encontrar una combinación funcional de varios factores, incluida la distancia entre la hélice y la parte de la molécula que constituye el propio "motor".
Los investigadores han confirmado que su diseño funciona mediante cálculos y simulaciones informáticas avanzadas en superordenadores del Centro Nacional de Supercomputación de Linköping proporcionados por la Infraestructura Nacional Sueca de Computación, SNIC, y la Infraestructura Académica Nacional de Supercomputación de Suecia, NAISS.
"Ahora hemos demostrado que nuestro principio de diseño funciona. El siguiente paso es desarrollar fotoequipos moleculares que sean lo más fáciles posible de sintetizar", dice Durbeej.
Más información: Enrique M. Arpa et al, Un diseño de prueba de principio para la transmisión a través del espacio de movimiento giratorio unidireccional mediante fotoengranajes moleculares**, Química:una revista europea (2023). DOI:10.1002/química.202303191
Información de la revista: Química – Una revista europea
Proporcionado por la Universidad de Linköping
