Молекулярный ключ управляется светом

 


Джеймс М. Тур (James M. Tour) из лаборатории Пола Вайса (Paul Weiss lab, Penn State) сумел разместить светочувствительные органические молекулы на металлической поверхности. При этом молекулы работают на детектирование света как ключи. Конфигурационные изменения, которые претерпевают молекулы, реверсивны, поэтому эффект светового «ключа» ученые могут использовать в сенсорах и системах оптической передачи данных.

Основа ключа – молекула азобензена с атомами азота, соединенные с бензольными кольцами двойными связями. Получается структура, в которой атомы азота выполняют роль «шарниров» между двумя массивными бензольными кольцами.

При поглощении кванта ультрафиолета молекула изменяет форму, образуя цис-изомер, а при дальнейшем воздействии на нее видимым светом, переходит в транс-форму. Этот процесс называется фотоизомерацией. Так и происходит цикл переключения светового ключа.

Интересно, что подобный процесс использован в механизме восприятия света человеческим глазом – фотоизомерация молекулы вызывает появление нервного импульса в сетчатке.

При изготовлении матрицы световых нано-ключей ученые смогли обойти основное препятствие – необходимость водной среды для размещения молекул. В эксперименте же Джеймс и его коллеги должны были прикрепить молекулы к жесткой основе. При воздействии на матрицу ультрафиолетовым светом исследователи наблюдали унисонное переключение молекул. Наблюдения велись через сканирующий туннельный микроскоп.

Джеймс также уверен, что нано-ключи будут выступать в роли наноактюаторов и наномоторов, а это очень востребовано в производстве автономных наноструктур и НЭМС, без чего нанотехнологии не могут двигаться дальше.


Источник: NanoNewsNet