Las moléculas blandas depositadas en superficies metálicas se impulsaron utilizando un microscopio de efecto túnel (STM) sin tirar o empujar mecánicamente. sino induciendo excitaciones inelásticas con la corriente de túnel.

En nanociencia, en comparación con las moléculas rígidas, Es un desafío controlar el movimiento de moléculas blandas debido a su flexibilidad. Notablemente, solo una parte de las moléculas blandas es adecuada para absorber la energía de la corriente de túnel que debe usarse para inducir el movimiento, y no cambios conformacionales de las moléculas.

Una colaboración liderada por Waka Nakanishi y Katsuhiko Ariga en WPI-MANA ​​y We-hyo Soe y Christian Joachim en GNS y WPI-MANA ​​Satellite, CEMES-CNRS en Toulouse diseñado, sintetizó y caracterizó una molécula conformacionalmente flexible que consta de dos paletas de binaftilo montadas en un chasis de fenilo simple. Los modos de vibración de las paletas laterales se pueden aprovechar para inducir el movimiento de la molécula en una superficie de Au (111) utilizando efectos de túnel inelásticos STM. La molécula tiene dos configuraciones diferentes no planas en solución que retiene cuando se absorbe en la superficie. Sin embargo, en la superficie metálica es posible cambiar moléculas, uno a la vez, a una configuración plana utilizando un protocolo de manipulación mecánica STM específico. La configuración plana es la más interesante para este trabajo, porque solo las moléculas planas pueden moverse de manera controlable en la superficie mediante excitaciones STM locales. Una vez que asumen esta configuración, las moléculas son razonablemente estables en la superficie.

Las moléculas en la configuración plana se caracterizaron para determinar los puntos donde se deben inyectar los electrones tunelizadores para hacerlos moverse en la superficie sin empujarlos mecánicamente. En efecto, dependiendo de la ubicación en la que la corriente de efecto túnel ingresa a la molécula, esto puede asumir una configuración no plana (diferente de la original) en lugar de moverse. Si la corriente se aplica en el lugar correcto, la molécula puede moverse de forma controlada. La caracterización experimental de las moléculas se complementó con simulaciones de dinámica molecular y cálculos de teoría funcional de densidad, lo que ayudó a descubrir la energía de las moléculas. En abril de 2017, tuvo lugar una 'carrera de nanocoches', en el que varias máquinas moleculares sintetizadas por grupos de todo el mundo compitieron con el objetivo de cubrir una distancia determinada sobre una superficie de oro en el menor tiempo posible, impulsado por consejos STM. La molécula que se presenta en este trabajo es uno de los vehículos que participó en la carrera.