Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →
Ideę maszyn molekularnych, czyli specjalnych cząsteczek chemicznych lub ich układów, które mogą w przyszłości zostać wykorzystane w nanotechnologii czy w medycynie, zaproponował fizyk Richard P. Feynman. Jako pierwszy zauważył on, że „tam w głębi jest sporo miejsca”.
Na początku lat 80. ubiegłego wieku grupa prof. Jeana-Pierre’a Sauvage’a (dziś emerytowanego profesora Uniwersytetu w Strasbourgu) zaczęła syntetyzować tzw. łańcuchy molekularne – nieco podobne do choinkowych, ale kilkadziesiąt milionów razy mniejsze. Kilka lat później, w 1991 r., prof. Fraser Stoddard (aktualnie pracujący na Northwestern University w USA) zsyntetyzował najprostszy wahadłowiec molekularny (molecular shuttle), czyli zestaw dwóch cząsteczek, z których jedna jest niejako nanizana na drugą, liniową, stanowiącą rodzaj szyny, po której ta pierwsza się porusza.
Kolejne pomysły, które zespoły tegorocznych noblistów realizowały niezależnie, to układ nanowahadłowca, którego ruch jest kontrolowany elektrochemicznie, „molekularny mięsień” oraz nanowinda. Z kolei zespół prof. Feringi (Uniwersytet w Groningen) w 1999 r. skonstruował pierwszy silnik molekularny. Była to niezbyt złożona cząsteczka, którą dało się wprawić w ruch za pomocą światła ultrafioletowego. Podobnych silników o różnej konstrukcji stworzono potem kilkadziesiąt.
Wszystkie te elementy tworzono z myślą o budowaniu z nich bardziej złożonych struktur. Są jak zestaw klocków LEGO, z których tworzy się całkiem zaawansowane konstrukcje. Jedną z nich jest nanoauto, które powstało w zespole prof. Feringi. Tak jak nasze samochody, ma ono ramę, cztery koła oraz silnik. Tylko że nie widać go gołym okiem – jego ruch można obserwować wyłącznie za pomocą mikroskopu skaningowego. Co ciekawe, jest jedną, złożoną cząsteczką. Sztywność „ramy” zapewnia układ wiązań wielokrotnych, natomiast „koła” obracają się dzięki temu, że są połączone z ramą wiązaniami pojedynczymi zapewniającymi swobodną rotację.
Ale jaki jest sens tworzenia takich zabawek? Wyobraźmy sobie kolejne, znacznie bardziej złożone konstrukcje, które np. wpuszczone do krwiobiegu pozwolą na dotarcie w określone miejsce i oczyszczanie tętnic z blaszek miażdżycowych. Albo naprawę zastawek serca bez udziału kardiochirurga. To oczywiście pieśń przyszłości. Ale bez dużej kolekcji łatwych do zsyntetyzowania nanoklocków taki postęp jest niemożliwy. ©
