มอเตอร์ที่มีขนาดเล็กเกินกว่าจะมองเห็นด้วยตาได้ในไม่ช้าอาจมีพลังในการขับเคลื่อนนวัตกรรมด้านเคมี ชีววิทยา และการคำนวณ ผู้สร้างเครื่องนาโน 3 รายดังกล่าวได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีเมื่อวันที่ 5 ตุลาคมที่ผ่านมาการแบ่งปันรางวัล 8 ล้านโครนสวีเดน (ประมาณ 930,000 ดอลลาร์) เท่ากันคือ Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart และ Bernard Feringa “ถ้าคุณต้องเลือกสามคนที่อยู่บนสุดของสนาม ก็แค่นั้นแหละ พวกนี้คือผู้ชาย” เจมส์ ทัวร์ นักเคมีนาโนแห่งมหาวิทยาลัยไรซ์ในฮูสตันกล่าว “มันเป็นรางวัลที่มีการรับประกันอย่างดี”
Donna Nelson นักเคมีอินทรีย์แห่งมหาวิทยาลัยโอคลาโฮมา
ในนอร์แมนและประธาน American Chemical Society กล่าวว่าการรับรู้ในสาขามอเตอร์โมเลกุลที่กำลังเติบโตจะดึงดูดเงินมากขึ้นและสร้างแรงบันดาลใจให้เด็ก ๆ กลายเป็นนักวิทยาศาสตร์ “มันจะเป็นประโยชน์ไม่เพียงแต่นักเคมีสามคนนี้ แต่จะเป็นประโยชน์ต่อทั้งสาขาวิชาเคมี”
ปฏิกิริยาลูกโซ่
ในปี 1983 Sauvage ได้บรรยายถึงวิธีการสร้างสายโซ่โมเลกุลโดยการสร้างพันธะทางกลรูปแบบใหม่ เทคนิคนี้อาศัยไอออนของทองแดงในการติดกาวสองส่วนของโมเลกุลรูปพระจันทร์เสี้ยวเข้าด้วยกันเพื่อให้ประสานกับวงแหวน งานนี้กำหนดขั้นตอนสำหรับนักเคมีในการสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น รวมทั้งนอตและมอเตอร์
© JOHAN JARNESTAD/สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน
นักเคมีและนักฟิสิกส์ได้จินตนาการถึงเครื่องจักรระดับโมเลกุลตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 1960 เป็นอย่างน้อย แต่ไม่สามารถที่จะสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนได้อย่างน่าเชื่อถือ จากนั้นในปี 1983 Sauvage แห่งมหาวิทยาลัยสตราสบูร์กในฝรั่งเศสได้คิดค้นวิธีการทำวงแหวนโมเลกุลที่เชื่อมต่อกันหรือ catenanes ห่วงโซ่โมเลกุลของ Sauvage เป็นจุดเริ่มต้นของสนามที่เหลือ ( SN: 9/8/90, p. 149 )
Stoddart จาก Northwestern University ในเมือง Evanston
รัฐอิลลินอยส์ ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพเพื่อให้เขาสามารถผลิตเครื่องจักรระดับโมเลกุลจำนวนมากได้ โดยเริ่มในปี 1991 โดยมีวงแหวนติดอยู่ที่แกนกลาง โครงสร้างนั้นเรียกว่าโรแทกเซน เขาและเพื่อนร่วมงานเรียนรู้ที่จะควบคุมการเลื่อนของวงแหวนไปตามแกน ทำให้เกิดสวิตช์ระดับโมเลกุลอย่างง่าย สวิตช์ดังกล่าวสามารถใช้สร้างคอมพิวเตอร์ระดับโมเลกุลหรือระบบนำส่งยาได้ Stoddart แสดงให้เห็นในปี 2000 ว่าเป็นไปได้ที่จะสร้าง “กล้ามเนื้อ” ระดับโมเลกุลโดยใช้วงแหวนและเพลาที่เชื่อมต่อกัน สต็อดดาร์ทและเพื่อนร่วมงานได้คิดค้นลิฟต์และปั๊มโมเลกุลโดยใช้โมเลกุลเดียวกัน
โมเลกุลขนาดเล็ก
Stoddart และเพื่อนร่วมงานได้คิดค้นกล้ามเนื้อโมเลกุลซึ่งประกอบด้วยเครื่องจักรโมเลกุลที่เชื่อมต่อกันสองเครื่องในสายโซ่เดซี่ ในปี 2000 กลุ่มของ Stoddart ได้แสดงให้เห็นว่าเครื่องจักรสามารถขยายและหดตัวได้
© JOHAN JARNESTAD/สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน
Feringa จากมหาวิทยาลัย Groningen ในเนเธอร์แลนด์ ได้เพิ่มระดับขึ้นอีกขั้นในปี 1999 ด้วยการสร้างมอเตอร์โมเลกุลตัวแรก R. Dean Astumian จาก University of Maine ใน Orono กล่าวว่าสิ่งต่าง ๆ มีการเคลื่อนไหวแตกต่างกันมากจนนักวิจัยหลายคนไม่แน่ใจว่ามีใครควบคุมการเคลื่อนที่ของโมเลกุลมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำ นวัตกรรมของ Feringa คือการสร้างโมเลกุลที่ไม่สมมาตรซึ่งจะหมุนไปในทิศทางเดียวเมื่อถูกชีพจรของแสง
มอเตอร์มากถึง 50,000 ตัวสามารถขยายความกว้างของเส้นผมมนุษย์ได้ Tour กล่าว โดยลำพังมอเตอร์แบบหมุนตัวใดตัวหนึ่งไม่ได้อัดแน่นมากนัก ( SN: 2/7/04, หน้า 94 ) แต่หากรวมเข้าด้วยกันเป็นจำนวนมาก มอเตอร์ขนาดเล็กก็สามารถทำงานใหญ่ได้ เขากล่าว กลุ่มของมอเตอร์หมุนวนที่ขับเคลื่อนด้วยแสงสามารถหมุนแกนแก้วได้หลายพันเท่าของขนาดของมัน และทำงานอื่นๆ ในระดับมหภาค Feringa ยังควบคุมมอเตอร์ของเขาให้เป็น “นาโนคาร์” ขับเคลื่อนสี่ล้อ ( SN: 12/17/11, p. 8 )
credit : tenaciouslysweet.com platosusedbooks.com centroshambala.net fivefingersshoesvibram.com asiaincomesystem.com duloxetinecymbalta-online.com sonicchronicler.com eighteenofivesd.com dodgeparryblock.com fivefingervibramshoes.com
