Ciclo de motor químico de un motor rotativo de enlace único alimentado químicamente, autónomo y de funcionamiento continuo. Crédito:Naturaleza (2022). DOI:10.1038/s41586-022-04450-5
Un equipo de investigadores de la Universidad de Manchester ha creado un motor molecular que consume combustible quiral para impulsar la rotación alrededor de un enlace covalente único. En su artículo publicado en la revista Nature , el grupo describe su trabajo en el desarrollo de un motor giratorio direccional accionado químicamente y por qué creen que sus esfuerzos darán como resultado sistemas similares que se desarrollarán con otros materiales.
Investigaciones anteriores han demostrado que existen ejemplos de motores biológicos en la naturaleza:la ADT sintasa es solo un ejemplo. Dichos ejemplos han servido de inspiración para los químicos que intentan replicar dichos motores y, aunque se han logrado algunos avances, hasta ahora no se había desarrollado ninguno que pudiera girar en un eje de 360° alrededor de un enlace simple.
En este nuevo esfuerzo, los investigadores crearon un motor biológico utilizando 26 átomos, uno en el que el motor podía girar completamente alrededor de un enlace simple y continuar girando mientras se alimentara con combustible. Su motor constaba de dos partes:un grupo pirrol-2 carbonilo que constituía la parte giratoria del motor y un fenil-2 carbonilo que servía de base. Las dos partes estaban conectadas entre sí con un enlace N-C, que también servía como eje para el motor. Se usó un combustible de carbodiimida para impulsar la rotación. A medida que se agregaba al motor, se formó un anhídrido intramolecular que resultó en una reacción de hidrólisis con un sesgo direccional basado en la quiralidad del combustible, y también otro aditivo para acelerar el proceso. Los investigadores notaron que aplicar un diácido al rotor y retirar el combustible impidió la rotación cuando se deseaba.
Las pruebas mostraron que el motor giraba a una velocidad de aproximadamente un giro completo cada tres horas. Descubrieron que también giraba por error, aproximadamente cada cuatro vueltas, en dirección opuesta a la deseada. Sugieren que su trabajo es solo una incursión inicial en la creación de motores rotativos. Esperan que los diseños futuros giren más rápido y que se encuentre un medio para reducir la cantidad de errores. Mirando más adelante, estos motores algún día podrían usarse en aplicaciones como la extracción de iones metálicos del fondo del océano.
© 2022 Red Ciencia X Poner a funcionar una nanomáquina
