Čeští vědci udělali další krok v cestě k plně autonomním strojům velkým jako pouhé molekuly.
Zatím je to jen představa spisovatelů sci-fi, ale miniaturní stroječky schopné pohybu například v lidském těle, kde ničí nádory, jsou něco, na čem se už pracuje. Přestože je věda zatím od tohoto slibného cíle možná ještě celé desítky roků, přicházejí první úspěchy, které naznačují, že tato cesta má smysl. Jeden z nich teď oznámil pražský Ústav organické chemie a biochemie AV ČR (ÚOCHB).
Studium molekulárních motorů patří mezi nejzajímavější směry současné chemie a nanotechnologií. Stroje složené z několika desítek atomů se zatím dokážou pohybovat nebo otáčet v přesně definovaném směru, pokud na ně působí vhodný podnět, například světlo.
Nanomotory z Prahy
Vědci z ÚOCHB teď vyvinuli dva typy takzvaných čtyřnohých motorů upevněných na pevné základně z uhlovodíku triptycenu. To je trojrozměrná struktura, která drží nehybnou část motoru mírně nad povrchem a rotoru tak umožňuje volný a přesně řízený pohyb. Po ozáření světlem se rotor motoru nejdřív pootočí pouze částečně a rotaci dokončí díky působení tepla. Výsledkem je podle autorů objevu plné, kontrolované otočení o 360 stupňů.
Za tímto výzkumem stojí tým Jiřího Kalety. Kaletův tým dokázal překonat jeden z hlavních technických problémů, totiž ten, že molekuly navázané na pevný povrch často ztrácejí schopnost pohybu kvůli příliš těsnému kontaktu s podložkou. Díky inovativní konstrukci zůstávají popsané motory pohyblivé za všech okolností. „Použitím rigidní základny z triptycenu se nám podařilo vyřešit několik problémů. Mimo jiné jsme účinně oddělili fotoaktivní část motoru od povrchu. Tím si zachovává svou pohyblivost a můžeme ho bez problému ovládat pomocí světla,“ vysvětluje Kaleta.
Výsledky výzkumu z ÚOCHB podle ústavu otevírají cestu k praktickému využití molekulárních strojů. Týká se to například vývoje takzvaných inteligentních materiálů, fotoaktivních přepínačů nebo povrchových senzorů. „Každý krok, který zlepší kontrolu nad pohybem na atomární úrovni, nás přibližuje době, kdy budou molekulární stroje vykonávat přesně definované úkoly, podobně jako stroje, které známe z makrosvěta, jen budou miliardkrát menší,“ dodává Jiří Kaleta.
