Fénnyel mozgatható nanoszerkezet

Az amerikai és izraeli kutatók által kifejlesztett nanoszerkezet újdonsága a könnyű külső mozgathatóság.

Elektromossággal vagy fénnyel mozgatható nanoszerkezetet hoztak létre amerikai és izraeli kutatók a Kaliforniai Egyetemen. A nanoszerkezet egyetlen fémkarborán molekula, amely külső hatásra megváltoztatja alakját. A korábbi molekuláris motorokat biomolekulákra alapozták

A molekulában egy nikkelatom foglalja el a központi helyet. Két szembenlevő oldalán egy-egy karborán szerkezet kapcsolódik hozzá. A karboránok olyan boránok (bór-hidrogének), amelyekben két bóratomot szénatomok helyettesítenek. A karborán molekula olyan, mint egy csúcsos kalitka, a szénatomok az alaplap bórgyűrűjében foglalnak helyet. A kalitkák alaplapjukkal fordulnak a nikkelatom felé. A kiinduló nyugalmi állapotban a bórgyűrűk olyan pozíciót foglalnak el, hogy a bennük levő szénatompárok azonos oldalon foglalnak helyet.

Ha a nikkelatom felvesz egy elektront a környezetéből, akkor az egyik karborán kalitka 140 fokkal elfordul, a másik viszont a helyén marad. Ha a nikkelatom leadja a felvett elektront, akkor a kalitka visszaforog és helyreáll az eredeti állapot. Ugyanezt a változást megfelelő hullámhosszú fénnyel is elő lehet idézni. A fény hatására a nikkelatom egyik elektronja magasabb energiállapotba kerül, és ez váltja ki az egyik karborán elfordulását.

Széles lehet az új szerkezet alkalmazási köre: egyszerű ki/be kapcsoló, szelep, molekuláris memória (az egyik állapot a digitális 0-nak, a másik az 1-nek felel meg). Ha egy nagy szénhidrogén-molekulát kötnek a karboránhoz, akkor zsilipként, csapóajtóként is használható a molekula: megengedi vagy megakadályozza a hozzáférést egy kis, például kémiai katalizátoranyaggal bevont felülethez.

Jéki László