构建分子转子内纳米笼允许创建灵活的分子装置

关在笼子里或在机器往往显示刺激属性通过将能量输入编程功能。

有一台这样的机器是机械陀螺仪或gyrotop,一个激动人心的玩具,娱乐人们不停地旋转。陀螺仪也有实际应用的内部导航系统用于卫星和飞机、无线计算机显示设备和虚拟现实耳机。

这样的陀螺仪是如此有用的原因不仅是转子部分也是框架将转子在一个特定的方向,恢复转子的动能和守卫它的障碍。

此外,日常机器如电动泵或表球迷还附上转子在笼子形框架来分开它们从外部环境。在分子阶段,存在于所有生物的生物机器也功能在细胞和显示精确的限制和程序操作和运动。

这些机器远程监管由外部刺激。合成这样复杂的设计和功能在一个人造分子系统是非常艰难的。

目前,一个研究小组指导下金Kimoon主任中心内的自组装和复杂性基础科学研究所欧洲杯线上买球韩国浦项市成功地设计了一个远程可控的超分子转子在一个空心方形锌(II) -metallated porphyrinic笼(Zn-PB)分子。

一般来说,直接安装转子在分子笼可以非常艰难,因为笼子里的有限大小的窗口。因此,科学家们追求自底向上的策略来构建这些rotor-containing笼子。

以避免这些挑战,金正日和他的同事们想出了一个新策略在一个线性轴内第一次插入Zn-PB然后改变火箭筒来构建一个转子。转子单独显示不运动时,将化学兴奋剂驱动两个旋转运动(旋转的轴的转动臂)和翻滚运动(旋转的轴)旋转的速度4000赫兹和1赫兹,分别。

我们假设通过使用catalyst-free和灵巧的逆电子需求Diels-Alder (IEDDA)反应,我们可以很容易地添加不同的功能与轴在不伤害了鸟笼。此外,通过选择一个合适的制动臂,可以设计控制转子可以启动或停止的外部刺激。

中心研究第一作者,Avinash Dhamija自组装和复杂性,基础科学研究所欧洲杯线上买球

早些时候,同一组建立3 d上层建筑通过桥接配体和连接Zn-PBs富勒烯从外腔。这些结果刺激他们采取进一步措施调查Zn-PB的内腔。Zn-PB 6锌协调区域可以陷阱多齿的内部分子结构。

因此双配位基的线性轴是固定在笼子里然后post-assembly变更进行了构建一个可控的转子。

研究者还开发出一种pyridine-based光敏分子可以连接和分离Zn-PB暴露在紫外线和可见光,分别。这有助于可逆控制的两个转子的机械运动。

控制转子以这种方式类似于拔河的游戏-吡啶衍生品将锌的中心从外腔和停止内部转子连接,启动两个90°旋转和翻滚跳跃相似运动以随机的方式。

目前的想法抑制分子机器在一个分子笼和远程调节功能将有助于理解自然分子机械的操作以及智能和自适应的分子器件的发展。

期刊引用:

Dhamija、。等。(2021)远程可控的超分子转子安装在一个Porphyrinic笼子。化学。doi.org/0.1016/j.chempr.2021.12.008。

来源:https://www.ibs.re.kr