جزيء يبني نفسه معا

"بونان" باعتبارها لبنة أساسية في الآلات الصغيرة جدًا

الدكتور فراوك شيلاس والبروفيسور د. فريتز فوجتل مع نموذج بونان. © فرانك لوريج / يوني بون
قراءة بصوت عال

محور يوجد عليه إطاران متصلان ، مع سدادة في كل طرف لمنع الإطارات من السقوط ، وهذا ما يشبه الجزيء الذي سيجمع نفسه ويخدم كقاعدة بناء للمحركات الصغيرة جدًا في المستقبل. قام الكيميائيون في جامعة بون بتصنيعها على مدار ثماني سنوات.

من المتوقع أن يجعل عملها بون معروفًا بشكل أفضل للكيميائيين في جميع أنحاء العالم: لقد ابتكر المبدعون الطبقة الجديدة من الجزيئات "بونان" - المكان الذي رأوا فيه النور لأول مرة.

إذا كنت تريد أن تعرف شكل بونان ، فيمكن أن يساعدك فريتز فوجتل: في مكتب أستاذ الكيمياء الفخرية ، يوجد نموذج للجزيء. طوله حوالي 40 سنتيمترا - 100 مليون مرة أكبر من حجمه في الواقع. إذا قمت بتضخيم حبة البازلاء بنفس العامل ، فسيبلغ قطرها 500 كيلومتر. باستخدام مجهر خاص ، يمكنك بالفعل عرض الأجزاء الفردية من الجزيء. يقول فوغتل ، مشيرًا إلى اللقطة الموجودة أمامه: "انظر - هذه هي الإطارات التي قمنا بترابطها فوق المحور". "إنه لأمر رائع أن تكون قادرًا على رؤية ما جمعناه مرة واحدة".

طيلة ثماني سنوات ، طور فريقه العامل إستراتيجية تجميعية - جهد دولي شارك ، على سبيل المثال ، مجموعات عمل من اليابان وزملاء هومبولت من الصين وإيران وأوكرانيا. والنتيجة هي نوع من "الوصفة": يمكن لأي شخص يتمسك بها إعادة بناء Bonnan في سلسلة من الخطوات. "هناك الكثير من العمل في هذه الوصفة" ، يؤكد موظف Vögtle Frauke Schelhase.

"على سبيل المثال ، كان علينا تصميم" إطارات "، إلى حد ما ، تنزلق على المحور". عرض

التفاعلات فوق الجزيئية

لأن الجزيء يتكون من أجزاء مختلفة معًا. المحرك الرئيسي لهذا هو ما يسمى "التفاعلات فوق الجزيئية" - من حيث المبدأ لا شيء أكثر من ضعف الجذب أو قوى التنافر بين المكونات ، والتي تضمن أنها توجه نفسها بشكل صحيح ، كما لو كانت محاذاة بواسطة قالب. يقول شيلاز "الطبيعة تعمل بطريقة مماثلة". "حتى هناك ، تتجمع الجزيئات في مركبات معقدة".

في بون ، يعمل مركز الأبحاث التعاونية "الإستنسل الكيميائي" منذ سنوات لفهم الآليات التي تقف وراءه. فقط مع هذا الدعم كانت النتائج ممكنة.

في Bonnan ، يوجد إطاران يجلسان جنبًا إلى جنب على محور. يضمن التقاطع المتقاطع بينها أن يتحركوا متزامنين مع بعضهم البعض. قبل كل شيء ، تطلب هذا التقاطع المتقاطع كل فن الكيميائيين: أخيرًا ، يجب أن يجلس لاحقًا في المكان المناسب تمامًا.

في الطريق إلى المحرك الجزيئي

ومع ذلك ، بفضل ذلك ، يمكن بناء حتى الهياكل المعقدة مثل "أدوات التوصيل الجزيئي": "إذا وضعنا قرصًا جزيئيًا أصغر على المحور ونقرصه بين الإطارات ، فسوف يدور مثل قرص القابض" ، يشرح V gtle. "في السنوات العشر القادمة سيكون هناك محرك جزيئي اصطناعي" ، وهو مقتنع. "لم تعد هذه رؤية ، لكنها بحث موضعي للغاية". لقد أوضحت الطبيعة ذلك بالفعل: هناك بالفعل محركات بيولوجية تدور حول دوران البكتيريا Geieln.

يمكن أن تصبح بونانيس المتقدمة مزيدًا من المكونات المهمة للآلات النانوية المستقبلية. استخدم الكيميائيون الاسم لإحياء ذكرى مسقط رأسهم. هناك شرف مماثل له حتى الآن مدينتان أخريان: سيدني الأسترالية ("صيدون") والعاصمة البافارية ("مانشنون").

(idw - جامعة بون ، 02.01.2007 - DLO)