控制水的分子馬達
24 February 2014 Andy Extance 譯者：艾米
http://www.rsc.org/chemistryworld/2014/02/molecular-motors-aim-pass-water-light-driven-motion-hydrophobicity
當分子馬達在順式和反式異構物之間轉換時，表面疏水性發生變化。
水滴表面下方暴露在光照下，水滴形狀就會神祕地變化，如此一來水滴可以成為奈米科技供電的化學管。在Netherlands Groningen大學的Ben Feringa和同事透過光啟動合成分子馬達微妙地導致明顯變化。研究學家轉動馬達軸周圍的排水物質，Feringa告訴Chemistry World他下一步要移動水。他說“你可以想像充滿試劑的液滴在命令下移動、融合。”
Feringa團隊已經發展出光控制的分子馬達，其由兩大團掌性化學基團所組成，這兩個化學基團則是經由碳–碳雙鍵‘軸‘連接。光將其中一個化學基團繞著軸翻轉，在順式和反式異構物之間變換。一大團化學基團在翻轉開始時，也是熱將其彎曲成穩定結構之前，由於掌性緣故會發生衝突。馬達在那一瞬間就像單向齒輪，只能朝一個方向轉動，進而穩定。
剛開始時Feringa想像物質就像外面鍍了一層這些分子，向前運送貨物。但是電子與其連結的表面產生交互作用，讓馬達更不容易翻轉。早期兩腳錨的設計也讓它們太接近，互相影響之大就如分子鬧劇一般。
收起含氟基團的馬達較易沾濕表面(左圖)，張開含氟基團的則較不容易(右圖)。© ACS
現在Groningen研究學家提供更長、更堅固的三角錨馬達，讓其遠離電子‘表面抑制’問題，也使彼此保持距離。他們在軸的另一端也放入含氟超疏水基團。依據馬達的不同狀態，鍍金層後的排水基團不是面對就是躲避外在環境。
Feringa團隊為了測試鍍層，在鍍層上照射紫外光兩小時，在這期間內追蹤水滴的形狀。排水基團躲避時，液滴和鍍層的接觸角為60°，接觸角說明液體和固體的吸引力大小。科學家翻轉馬達後，接觸角增加到82°。Feringa說如此一來不僅可以利用液滴作為管子執行化學實驗，對生物分子感應器也很有用。
發展出分子馬達的Weizmann 科學機構Rafal Klajn稱Groningen團隊研究的新分子是‘一個非常棒的分子設計’。他說‘有趣的是這可以看見光驅動液體運動後新功能表面的變化情況。’
References K-Y Chen, J. Am. Chem. Soc., 2014, DOI: 10.1021/ja412110t
留言列表
成長池 (1)
