العمل الجماعي في مفاتيح النانو

تخزين بيانات جديد من خلال التجميع الذاتي للجزيئات

التبديل مصنوعة من جزيئات البورفيرين. © جامعة بازل / توماس يونج
قراءة بصوت عال

لقد ابتكر العلماء سطحًا به ملايين مفاتيح التبديل بحجم نانومتر. يمكن تنشيط مفاتيح التبديل هذه لجزيئات البورفيرين بشكل فردي باستخدام مجهر المسح النفقي. هذا يمثل خطوة مهمة أخرى في تطوير الهياكل الجزيئية الوظيفية القابلة للعنونة. تقرير العلماء عن النتائج التي توصلوا إليها في العدد الحالي من المجلة العلمية الدولية "Angewandte Chemie".

{} 1L

لقد وضعوا بذلك أساسًا حاسمًا لإنشاء وظائف تقنية مثل تخزين البيانات من خلال التجميع الذاتي السريع والفعال من حيث التكلفة للجزيئات. الهياكل المعروضة هنا هي بالفعل لا مائي بالكامل ، وبالتالي فهي مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التقنية.

في التحقيقات ، قام فريق المركز القومي للبحوث في علوم النانو في المعهد السويسري لعلوم النانو (SNI) برئاسة فرانسوا ديديريتش وهانس سبيلمان وتوماس يونج بإنشاء ظروف اختبار حتى تتمكن جزيئات البورفيرين من التجمع الذاتي في شبكة. هذا يشكل مسام من ستة جزيئات لكل منهما. تقوم جزيئات البورفيرين الأخرى بترتيب نفسها على هذه المسام. اعتمادا على درجة الحرارة ، تتصرف البورفيرينات المغطي بشكل مختلف تماما. عند 110 كلفن (-160 درجة مئوية) فهي في واحدة من ثلاثة مواقع متميزة.

مع ارتفاع درجة الحرارة ، تقفز بشكل عشوائي جيئة وذهابا بين هذه المواقف الثلاثة. في درجة حرارة الغرفة ، يحدث هذا بسرعة كبيرة بحيث يبدو أنها تدور بحرية. عند درجات حرارة أقل من -160 درجة مئوية ، يمكن استهداف الجزيئات في موضع مختلف باستخدام مجهر المسح النفقي ، وبالتالي تعمل كمفاتيح فوق الجزيئية. عرض

التجميع الذاتي للجزيئات في المركز

يهتم علماء جامعة بازل ومعهد Paul Scherrer (Villigen) و ETH Zurich بشكل أساسي بتوسيع مبادئ التجميع الذاتي للجزيئات في هياكل مختلفة فوق الجزيئية يمكن معالجتها ومن ثم تطوير الأساس للتطبيقات التقنية. يستند بحثها إلى عمل البروفيسور جان ماري لين ، الذي أنتج أول هياكل فوق الجزيئات في الثمانينيات وحصل على جائزة نوبل في عام 1987.

خلقت فرق البحث من بازل وفيليجن وزيوريخ ترتيبًا محددًا جيدًا للهياكل فوق الجزيئية التي يمكن معالجتها بشكل فردي.

قدم العلماء SNI بالفعل هياكل supramolecular. على سبيل المثال ، نشروا مؤخرًا منشورات عن التروس البورفيرين الصغير في شبكة بيرلين وشبكة البورفيرين التي تتفاعل مع جزيئات كرة القدم الكربونية بأحجام مختلفة. وعلق توماس يونج على عمل فريقه قائلاً: "كل هذه الأعمال ستساعد في جعل تخزين البيانات ، وعناصر التبديل البصرية والكيميائية والمنطقية على الأسطح فعالة من حيث التكلفة في أبعاد أصغر".

(idw - جامعة بازل ، 30.05.2007 - DLO)