Důležitý krok na cestě k plně ovládaným molekulárním strojům

Tým Jiřího Kalety z Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR popsal novou koncepci světlem poháněných molekulárních motorů, které i po přichycení na kovový povrch zůstávají plně funkční a vykonávají řízený rotační pohyb. Vědci tak překonali jednu z hlavních překážek na cestě k plně ovládaným molekulárním strojům, což by mělo mít velký dopad na vývoj například tzv. inteligentních materiálů. Studie poskytuje hlubší vhled do řízení pohybu v nanosvětě. Článek zveřejnil prestižní časopis Angewandte Chemie International Edition.

Studium molekulárních motorů patří mezi nejzajímavější směry současné chemie a nanotechnologií. Stroje složené z několika desítek atomů se dokážou pohybovat nebo otáčet v přesně definovaném směru, pokud na ně působí vhodný podnět, například světlo. Vědci z ÚOCHB vyvinuli dva typy tzv.  čtyřnohých motorů upevněných na pevné základně z triptycenu. To je trojrozměrná struktura, která drží statickou část motoru mírně nad povrchem a rotoru tak umožňuje volný a přesně řízený pohyb. Po ozáření světlem se rotor motoru nejdřív pootočí pouze částečně a rotaci dokončí díky působení tepla. Výsledkem je plné, kontrolované otočení o 360°.

Kaletův tým dokázal překonat jeden z hlavních technických problémů, totiž ten, že molekuly navázané na pevný povrch často ztrácejí schopnost pohybu kvůli příliš těsnému kontaktu s podložkou. Díky inovativní konstrukci zůstávají popsané motory pohyblivé za všech okolností. Jiří Kaleta vysvětluje: „Použitím rigidní základny z triptycenu se nám podařilo vyřešit několik problémů. Mimo jiné jsme účinně oddělili fotoaktivní část motoru od povrchu. Tím si zachovává svou pohyblivost a můžeme ho bez problému ovládat pomocí světla.“

Výsledky výzkumu z ÚOCHB otevírají cestu k praktickému využití molekulárních strojů. Týká se to např. vývoje tzv. inteligentních materiálů, fotoaktivních přepínačů nebo povrchových senzorů. „Každý krok, který zlepší kontrolu nad pohybem na atomární úrovni, nás přibližuje době, kdy budou molekulární stroje vykonávat přesně definované úkoly, podobně jako stroje, které známe z makrosvěta, jen budou miliardkrát menší,“ dodává Jiří Kaleta.

Původní článek: Bezděková, K., Severa, L., Kaletová, E., Varga, K. M., Mašát, M., Wu, L., Jiang, J., Císařová, I., & Kaleta, J. (2025). Surface‐Decoupled altitudinal and azimuthal Triptycene‐Fused tetrapodal molecular motors. Angewandte Chemie International Edition. https://doi.org/10.1002/anie.202513922

Kontakt:

Veronika Sedláčková
ÚOCHB – Komunikace
veronika.sedlackova@uochb.cas.cz
mob: +420 602 160 135

Přečtěte si také

• Do Akademie věd putují dva nejprestižnější granty
• Akademie věd ocení čtyři významné osobnosti české vědy čestnými medailemi
• Tajemství kukaččích vajec: samice určují barvu, otcové mohou ovlivnit skvrnitost
• V Česku je unikátní první vydání dřevořezu Nosorožec od Albrechta Dürera
• Vědci objevili buněčný „bezpečnostní vypínač“, který chrání DNA před poškozením
• Houby si při šíření kožní infekce z morčat na člověka mohou pomáhat toxiny
• V pondělí startuje festival Týden Akademie věd ČR
• Akademie věd ocení excelentní vědce i výjimečné mladé talenty
• Průmyslová výroba nanodiamantů na dosah díky objevu z ÚOCHB AV ČR
• Otevřít archiv TGM 21. století. Vědci spojují síly s Českou spořitelnou