AU

Gennembrud med molekylære maskiner

Figuren viser princippet i bevægelsen i en catenan: den ene ring (blå) flyttes fra station til station på den anden ring ved henholdsvis at fjerne og tilføre elektroner. Det giver en ensrettet bevægelse med urets retning. Illustration: Rikke Kristensen

Molekyler er nogle af livets mest grundlæggende byggesten. Når de arbejder sammen på den rigtige måde, opstår molekylære maskiner, som kan løse de mest fantastiske opgaver. Fremtidens drøm er at skabe og kontrollere nye molekylære maskiner, som kan arbejde for os. På Syddansk Universitet er ph.d. Rikke Kristensen og kolleger på Institut for Fysik, Kemi og Farmaci kommet drømmen et skridt nærmere. Det er lykkedes dem at styre en molekylær maskine, så den i fremtiden kan bringes til at udføre en kontrolleret bevægelse.

»Det betyder, at man i princippet kan sende maskinen derhen, hvor man ønsker, at den skal udføre sin funktion,« siger Rikke Kristensen.

Man kan for eksempel forestille sig at pakke en molekylær maskine ind i en tablet med medicin og bruge den til at kontrollere, hvornår medicinen frigives. Eller man kan lade molekylære maskiner indgå i coating-produkter, som man lægger på overflader:

Når man aktiverer de molekylære maskiners bevægelser, vil det kunne ændre overfladens egenskaber og hermed fjerne skidtet fra overfladen. Kort fortalt består gennembruddet i, at det er lykkedes at kontrollere de molekylære maskiner således, at de kan styres til kun at bevæge sig i en retning. Hidtil har forskerne kun kunnet få molekylerne til at bevæge sig mellem to punkter svarende til, at et hjul på en bil kører en halv omgang frem og en halv tilbage, hvilket jo ikke giver fremdrift.

»De molekyler, vi arbejder med, kaldes catenaner og rotaxaner, hvor catenaner er to sammenlåste ringe, mens rotaxaner er et “håndvægtsformet”-molekyle med en ring omkring. I disse systemer kan vi få ringen til at bevæge sig, og det er den bevægelse, som kan udnyttes i molekylære maskiner. Vi bruger primært elektroner (strøm) eller kemikalier som brændstof, men man kan også lave systemer, der bruger andre energikilder, eksempelvis lys,« forklarer Rikke Kristensen.


Af Birgitte Svennevig, SDU. Kilde: Chemistry Europe, Vol. 26, Issue28, pp 6165-6175