Nieuws

Moleculair verbrandingsmotortje, versie 2

Arjen Dijkgraaf |
Nanotechnologie, Organische chemie

In Manchester is het eerste moleculaire verbrandingsmotortje gebouwd dat echt draait. Al is het langzaam en nogal dorstig, meldt Nature.

De publicatie komt twee dagen na die in Nature Chemistry, waarin de Groningse organicus Ben Feringa ook een blauwdruk van zo’n chemisch aangedreven motormolecuul presenteerde. Maar Feringa’s molecuul draait nog niet vanzelf; voor elke omwenteling moet je twee keer van ‘brandstof’ wisselen. Het nu door David Leigh en collega’s gepresenteerde model draait op één enkele brandstof en blijft dat doen totdat de voorraad is uitgeput.

Leighs motortje lijkt in de verste verte niet op dat van Feringa. Het is een zogeheten catenaan: een ringvormige structuur waar een tweede, in dit geval veel kleinere ring los omheen zit. Die tweede ring kan vrij over de eerste heen schuiven en in de praktijk doet hij dat ook, puur als vorm van Brownse beweging.

Als je dat effect zijn gang laat gaan, gaat de ring ongecontroleerd heen en weer. Om het een motortje te mogen noemen, moet je zorgen dat hij één kant op beweegt.

Dat probleem heeft Leigh op originele wijze opgelost. Op de grote ring zitten recht tegenover elkaar twee ankerpunten waar de kleine ring enigszins op blijft steken. In de praktijk gaat die ring daardoor tussen deze twee punten pendelen, in plaats dat hij een willekeurige plek opzoekt.

Vlak naast elk van beide ankerpunten zit aan één kant een bindingsplek voor de 'brandstof', een 9-fluorenylmethoxycarbonylgroep die zo groot is dat de kleine ring er niet overheen kan.

Die groep hecht zich helemaal vanzelf, maar dat proces verloopt sneller aan de kant waar de kleine ring op dat moment niet zit.

Tot slot zit er een katalysator in het systeem die een fluorenylmethoxycarbonylgroep stuk kan knippen zodat de ring er weer langs kan. En de snelheid van dát proces is geheel onafhankelijk van de positie van die ring.

Als die ring van het ene ankerpunt naar het andere wil, kan hij het linksom of rechtsom proberen maar het lukt alleen via de route waar op dat moment geen fluorenylmethoxycarbonylgroep zit. Gezien het bovenstaande is dat meestal de route via het bindingspunt dat vlak naast zijn vertrekpunt zit. De ring gaat dus vrijwel altijd dezelfde kant op, en voilà je motortje.

Het blijft draaien totdat alle fluorenylmethoxycarbonylgroepen zijn verbruikt. Nadeel is wel dat het aanhechten en wegknippen voortsdurend doorgaat, terwijl de Brownse beweging de ring slechts sporadisch van zijn plaats brengt.

Praktisch bruikbaar is dit ontwerp voorlopig dus net zo min als dat van Feringa, maar elegant is het zeker.

bron: Nature

Deel deze pagina
Overzicht Leveranciers Laboratoria
C2W zoekt stagiairs!

Ben je geïnteresseerd? Neem een kijkje wat we je kunnen bieden!

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

Word abonnee/lid

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!

Naar boven