eng
Просмотры: 421
05.05.2022
Машины, состоящие из атомов, используются для сшивания новых материалов молекула за молекулой, что может открыть шлюзы для всех видов инноваций.
Простые молекулярные машины существуют уже около двух десятилетий. Ранние примеры включают молекулярные колеса, которые могут двигаться вдоль оси, создавая механизм, напоминающий поршень. Три пионера-исследователя в этой области Фрейзер Стоддарт из Северо-Западного университета в Иллинойсе, Бен Феринг из Гронингенского университета в Нидерландах и Жан-Пьер Соваж из Страсбургского университета во Франции были удостоены Нобелевской премии в 2016 году.
Сейчас создаются и испытываются более полезные машины. Несколько лет назад Джеймс Тур из Университета Райса в Хьюстоне, штат Техас, и его коллеги создали молекулярную машину, которая может просверливать клеточные мембраны. Это позволяет ей создавать отверстия, через которые можно доставлять лекарства.
На основе таких устройств можно создавать еще более сложные машины. Потенциал огромен: в конце концов, живые существа используют биомолекулярные машины для выполнения многих полезных задач. Например, рибосомы - это биомолекулярные машины, собирающие белки. Они соединяют молекулы аминокислот в определенной последовательности, создавая огромное количество удивительных материалов - от кератина в ногтях до антител, уничтожающих болезни в нашей иммунной системе. Молекулярные машины изменят все в области разработки новых материалов.
Исследовательская группа изобретает и открывает фундаментальные способы управления динамикой и топологией новых материалов на молекулярном уровне. Это включает стратегии и методы синтеза взаимосвязанных молекулярных архитектур (например, катенаны, ротаксаны и молекулярные челноки (1995), каталитический синтез "активного шаблона" (1995), молекулярные механизмы (1999), молекулярные храповые механизмы (2003) и молекулярные челноки (2006), молекулярные машины (1999), молекулярные узлы (2011), молекулярные сборщики (2013), молекулярная робототехника (2016) и даже молекулярное плетение (2020).
Возможно, лучший способ оценить технологический потенциал управляемого движения на молекулярном уровне - это понять, что наномоторы и машины молекулярного уровня лежат в основе каждого значимого биологического процесса. За миллиарды лет эволюции природа не раз выбирала это решение для выполнения сложных задач без веских причин. Когда мы научимся создавать искусственные структуры, способные контролировать и использовать движение на молекулярном уровне и напрямую взаимодействовать с другими субструктурами молекулярного уровня и внешним миром, что потенциально повлияет на все аспекты проектирования функциональных молекул и материалов. За этим, несомненно, последует улучшение понимания физики и биологии.
Сейчас создаются и испытываются более полезные машины. Несколько лет назад Джеймс Тур из Университета Райса в Хьюстоне, штат Техас, и его коллеги создали молекулярную машину, которая может просверливать клеточные мембраны. Это позволяет ей создавать отверстия, через которые можно доставлять лекарства.
На основе таких устройств можно создавать еще более сложные машины. Потенциал огромен: в конце концов, живые существа используют биомолекулярные машины для выполнения многих полезных задач. Например, рибосомы - это биомолекулярные машины, собирающие белки. Они соединяют молекулы аминокислот в определенной последовательности, создавая огромное количество удивительных материалов - от кератина в ногтях до антител, уничтожающих болезни в нашей иммунной системе. Молекулярные машины изменят все в области разработки новых материалов.
Исследовательская группа изобретает и открывает фундаментальные способы управления динамикой и топологией новых материалов на молекулярном уровне. Это включает стратегии и методы синтеза взаимосвязанных молекулярных архитектур (например, катенаны, ротаксаны и молекулярные челноки (1995), каталитический синтез "активного шаблона" (1995), молекулярные механизмы (1999), молекулярные храповые механизмы (2003) и молекулярные челноки (2006), молекулярные машины (1999), молекулярные узлы (2011), молекулярные сборщики (2013), молекулярная робототехника (2016) и даже молекулярное плетение (2020).
Возможно, лучший способ оценить технологический потенциал управляемого движения на молекулярном уровне - это понять, что наномоторы и машины молекулярного уровня лежат в основе каждого значимого биологического процесса. За миллиарды лет эволюции природа не раз выбирала это решение для выполнения сложных задач без веских причин. Когда мы научимся создавать искусственные структуры, способные контролировать и использовать движение на молекулярном уровне и напрямую взаимодействовать с другими субструктурами молекулярного уровня и внешним миром, что потенциально повлияет на все аспекты проектирования функциональных молекул и материалов. За этим, несомненно, последует улучшение понимания физики и биологии.
Комментарии читателей
