La miniaturización de los dispositivos electrónicos desempeña un papel fundamental en el desarrollo de las tecnologías modernas y permite fabricar dispositivos más pequeños y con mayor potencia.
Uno de los principales retos para aprovechar el verdadero potencial de la nanomáquina funcional es integrar y transmitir el movimiento con gran precisión.
Los sistemas de engranajes moleculares permiten integrar múltiples movimientos de forma correlativa para trasladar los movimientos de una localidad a otra y cambiar su velocidad y dirección.
Sin embargo, en la actualidad no existen métodos potentes para aplicar la conducción activa de los movimientos de engranaje a escala molecular.
Ahora, un equipo de investigadores de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ha construido con éxito la rueda dentada de accionamiento energético más pequeña del mundo con su correspondiente contrapartida. Según los investigadores, el nanoengranaje es el primero que puede controlarse y accionarse activamente.
La rueda de engranaje molecular mide sólo 1,6 nm, lo que equivale a unas 50.000ésimas del grosor de un cabello humano, el más pequeño de su clase.
El equipo de investigación ha conseguido accionar activamente una rueda de engranaje molecular y su homóloga y ha resuelto así un problema fundamental en la construcción de máquinas a nanoescala.
Consta de dos componentes que se entrelazan entre sí y están formados por sólo 71 átomos. Uno de los componentes es una molécula de tríptico cuya estructura es similar a la de una hélice o rueda de cangilones. El segundo componente es un fragmento plano de una molécula de tioíndigo, similar a un pequeño plato. Si el plato gira 180º, la hélice gira sólo 120º, lo que da lugar a una relación de transmisión de 2:3.
El nanorreductor está controlado por la luz, lo que lo convierte en un fotogenerador molecular. La placa y la hélice de tríptico se mueven en una rotación sincronizada y bloqueada, ya que son impulsadas directamente por la energía de la luz. El calor por sí solo no era suficiente para hacer girar el engranaje, como descubrió el equipo de la FAU. Cuando los investigadores calentaron la solución alrededor del engranaje en la oscuridad, la hélice giró, pero la placa no: el engranaje «resbaló». Los investigadores llegaron así a la conclusión de que el nanorreductor puede activarse y controlarse mediante una fuente de luz.
Más información: www.nature.com
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