El yazması, sentez ve tek moleküler görüntüleme için moleküler bir motor yüzeylerde grefti açıklar.
Tasarım ve doğrudan görüntüleme yüzeylerinde tek molekül düzeyde sentetik bir döner motor için amaçlayan bir sentetik sistem sentezi gösterilen. Bu eser dikkatli tasarım, önemli sentetik çaba ve uygun analiz gerektirir. Çözümde moleküler motor döner hareket 1H NMR ve UV-VIS Absorpsiyon spektroskopisinin teknikleri tarafından gösterilir. Buna ek olarak, bir amin kaplı kuvars üzerine motorlu grefti yöntemi açıklanmıştır. Bu yöntem moleküler makineler daha fazla anlayış kazanmak için yardımcı olur.
Canlı organizmalar, günlük yaşamı sürdürebilmek için işleyen bol moleküler motorlar vardır. Onlar yakıt üretimi, ulaşım, hareketlilik, vb1gibi çeşitli görevleri gerçekleştirmek mümkündür. Doğa büyüleyici Bu örneklerde ilham çizim, bilim adamları yapay moleküler motorlar bir dizi farklı türleri enerji moleküler seviye2 kontrollü hareket haline dönüştürmek için son birkaç on yıl boyunca geliştirdik , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10. 2016 yılında Kimya Nobel Ödülü için bu alandaki üç pioneers layık görüldü. Ben Feringa, Ödülü sahipleri, sürekli tek yönlü döner hareket geçmesi mümkün ışık odaklı moleküler motor geliştirdi.
Ancak, moleküler düzeyde, Albert hareket, olarak da bilinen rastgele hareket nedeniyle moleküler çarpışmalar ve titreşimler, genellikle büyük için daha fazla uygulama bu moleküler motorların engeldir. Albert yönettiği herhangi bir hareket bozabilir. Moleküler motorlar yüzeylerde hapsetmesi bu sorunun üstesinden gelmek için seçeneklerden birini olabilir. Böylece, göreli rotasyon ile ilgili diğer molekülünün bir bölümünün rotor yüzey11göre mutlak dönüşüne dönüştürülür. Buna ek olarak, tek moleküler görüntüleme tekniği kullanılması hareket görselleştirmek yardımcı. Bu nedenle, bu çalışması ile elde edilen sonuçlar sentetik moleküler motor daha fazla anlayış kazanmak için yardımcı olacaktır.
Yoshida ve Kinosita (şekil 2a) çalışmalarını öncü12,13 şekil 2biçinde gösterilen geçerli çalışma tasarım için ilham kaynağı olarak hizmet vermiştir. Işık odaklı moleküler motor alt yarısının stator hizmet etmek bir yüzey bağlı olduğu. Rotor bölümü bir katı kol ve floresan etiketi ile functionalized. Diğer floresan etiketi heyecanlandırmak iken iki farklı ışınlama dalga boylarında sisteme uygularken, bir motor, rotasyon tetikler. Prensip olarak, floresan grup dönüşü rotor parçanın döner hareket tetikler. Bu nedenle, floresan Etiket döndürme ufuk geniş alanlı Floresans mikroskobu tarafından izlenebilir. Bu yöntem, ilk kez bir moleküler motor göreli rotasyon mutlak döndürme ve bu nedenle bir sentetik motor döndürme görselleştirmek için bir yol dönüştürmek için bir yöntem sağlar.
Bu makale Ayrıntılar tasarımı, toplam sentezi ve çözüm isomerization ve çalışmalar tek moleküler görüntüleme için kullanılan bir moleküler motor sağlar. Moleküler yapısı şekil 3‘ te gösterilmiştir. Buna ek olarak, kuvars yüzeyinde moleküler motorlar eklemek yöntemi açıklanmıştır.
Bu projenin önemli miktarda sentetik iş içerir; Bu nedenle, en kritik adım doğru son molekül Organik sentez. Moleküler motor Merkez çift bağı kuruldu reaksiyon olduğundan arasında toplam sentezi, Barton-Kellogg tepki önemli bir adım olur. Şu anda, bu tür yapıları oluşturmak için çeşitli yöntemler kullanılmıştır. Burada, thioketone için kaplin kullanılır ve alt ve üst yarıyı da sırasıyla için ve thioketone bileşikler hazırlanmıştır. Thioketone ve için bileşikleri genellikle hava altında istikrarlı değildir; Bu nedenle, reaksiyon hızlı kesinlikle etkisiz bir atmosfer altında faaliyet gerektirir.
Moleküler motorlar yüzeylerde sınırlamak için varolan yöntemleri çoğunlukla bunIar sistemleri üzerinde temel alır. Ancak, önceden tasarlanmış bunIar motorlar isomerization süreçleri nedeniyle cins etkileşimleri engel. Buna ek olarak, bazı bunIar örnekler gerektirir daha fazla eki önce harekete geçirmek. Geçerli yöntem bu motor sağlam eki yüzeylerde ile yeterli izole alan sağlar tetrapodal bir şekilde gerçekleştirir.
Bu yöntem seçtiğiniz floresan etiketi bir kısıtlamadır. Motorlu dönüşü 365 nm dalga boyları tarafından tetiklenir ve böylece değil örtüşen sadece boya belirli dalga boyu ile izin verilir. Buna ek olarak, hedef molekül doğru açıklanan protokolündeki istihdam sentetik yol sert koşullarına tepki tamamlanması için gerekli birkaç adım gerektirir. Gelecekte, daha gelişmiş bir molekül tek moleküler görüntüleme için gerekli ise bir daha facile sentetik tasarım muhtemelen gereklidir.
Sonuç olarak, tasarım ve son derece functionalized bir ışık odaklı moleküler motor sentezi ilk kez anlatılan. Sentetik çaba bazı ayrıntılarını de ele alınmıştır. Ayrıca, bir kuvars slayt yüzeye motorlu gerek yöntemleri içinde gösterilen ve örnek daha fazla tek moleküler hareket14görselleştirme için test edilebilir.
The authors have nothing to disclose.
Bu eser mali bilimsel araştırma (NWO-CW), Avrupa Araştırma Konseyi (ERC; gelişmiş hibe No 694345 B.L.F.) ve Milli Eğitim Bakanlığı, kültür ve bilim için Hollanda kuruluş tarafından desteklenmiştir (yerçekimi program yok. 024.001.035).
NMR spectrometer | Varian | AMX400 | for proton nmr study |
Reagent for organic reactions | Sigma | analytical grade | reagent for organic reactions |
Silica gel | Merck | 230-400 mesh ASTM | Flash chromatography |
Solvent | Acros | spectrophotometric grade | Flash chromatography |
UV lamp | ENB | 280C | for UV-vis irradation |
UV-vis absorption spectrophotometer | JASCO | V-630 | UV-vis measurment |