Čeští vědci vytvořili pole molekulárních motorů. Pohání je světlo

Molekulární motory budou moci sloužit jako pohon pro miniaturní stroje budoucnosti. Díky nim budou vznikat nové materiály i léky.

Vědcům z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR se podařilo na molekulární úrovni vytvořit soustavu pravidelně rozmístěných miniaturních strojů, které se dokážou při ozáření světlem roztočit. Tým pod vedením Dr. Jiřího Kalety ze skupiny Prof. Josefa Michla na výzkumu spolupracoval s loňským laureátem Nobelovy ceny za chemii Prof. Benem Feringou. Jejich práci otiskl prestižní chemický časopis Journal of the American Chemical Society

Vědci si na počátku položili dvě otázky: je možné rozmístit jednotlivé molekulární motory do přesně definovaných pozic a sestavit tak z nich pravidelné 2D pole? A budou pak ještě stále fungovat? To, co vypadá samozřejmě v našem normálním světě, je přitom v řádu nanometrů (miliardtin metru) dosud velmi obtížné. Vědci dnes již sice jsou schopni manipulovat s jednotlivými molekulami, ale vytvoření pravidelné dvourozměrné soustavy čítající několik tisíc molekulárních motorů by s využitím existujících metod trvalo mnoho let.

Česká cesta

Tým Jiřího Kalety proto zvolil jinou strategii a hledal cestu, jak zařídit, aby se molekuly samy dokázaly požadovaným způsobem rozmístit. „Jako podklad jsme využili chemickou látku tris(o-fenylen)cyklotrifosfazen (TPP), kterou ve skupině Prof. Michla pro podobné účely již dlouho používáme. Krystalky TPP vytváří malé destičky, které mají ve své struktuře dlouhé rovné a pravidelně uspořádané kanálky směřující kolmo k povrchu,“ vysvětluje Dr. Jiří Kaleta. „Tato látka snadno vytváří komplexy s jinými sloučeninami, které ochotně vstupují dovnitř kanálků, a už se jim nechce ven.“

Vědci následně navrhli a v několika desítkách kroků vytvořili samotný molekulární motor. Získaná molekula má tvar tyčinky nesoucí na jednom konci molekulární motor. Druhý konec je pak speciálně navržen tak, aby umožnil motoru nasoukat se do kanálku v podkladu a zůstat v něm pevně ukotvený. Celá struktura navíc obsahuje zarážku bránící tomu, aby se motor do otvoru zasunul celý a přišel tak o možnost vykonávat svůj rotační pohyb.
Samotný motor je poháněný světelným zářením. „Palivem tohoto motoru je světlo o určité vlnové délce. Ozářením molekuly dojde k částečnému otočení rotoru, který se pak sám následně dotočí. Dalším ozářením začne druhý cyklus a takto můžeme pokračovat libovolně dlouho. Každé ozáření vyvolá jednu rotaci stejně jako vstřik benzínu do válce zážehového motoru,“ říká Jiří Kaleta.

  • Ústav organické chemie a biochemie AV ČR / ÚOCHB je přední mezinárodně uznávaná vědecká instituce, jejímž hlavním posláním je základní výzkum v oblasti chemické biologie a medicinální chemie, organické a materiálové chemie, chemie přírodních látek, biochemie a molekulární biologie, fyzikální chemie, teoretické chemie a analytické chemie. Nedílnou součástí poslání ÚOCHB je přenos výsledků základního výzkumu do praxe. Důraz na mezioborové zaměření výzkumu ústí do řady aplikací v medicíně, farmacii a dalších odvětvích, které mění život k lepšímu.


Potom co se vědcům podařilo tyto složité molekuly syntetizovat a v počtu přibližně dvou tisíc pravidelně rozmístit na substrátu, byli schopni potvrdit, že i na plně obsazeném povrchu bez problémů hromadně vykonávají svůj rotační pohyb.

Mikroskopická doprava pomůže v léčbě i vývoji nových materiálů

Zkoumání a vývoj molekulárních motorů je stále na začátku a ve fázi základního výzkumu, nicméně skýtá v sobě velký potenciál a poutá k sobě značnou pozornost, jak dokazuje i loňská Nobelova cena za chemii udělená právě za výzkum v této oblasti. Objev ukazuje možnost, jak postoupit od práce s jednotlivými molekulárními motory k organizovaným uskupením milionů či miliard motorů s mnohonásobně zesíleným účinkem. To jednak umožní snazší sledování chování těchto motorů, jednak při vhodně navrženém systému může otevřít dveře k transportu mikroskopických objektů.

Nahrávám video

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

LSD se posunulo jako možný lék proti depresi do „nadějné“ fáze

Psychedelika se zmiňují v souvislosti s léčbou vážných duševních nemocí stále častěji – řada výsledků vypadá velmi nadějně, ale zatím chyběla kvalitnější potvrzení jejich účinnosti prostřednictvím velkých dlouhodobých studií. Teď jedna taková vyšla a naznačuje, že potenciál těchto substancí je nemalý.
před 9 hhodinami

Do Česka přiteče přes sto milionů na špičkovou vědu. ERC granty mají dva projekty

ERC granty jsou způsob, jak Evropská unie podporuje vědu v členských zemích. Pečlivě vybrané projekty mohou takto získat financování, které posune výzkum dál. V úterý byly zveřejněny ERC granty v kategorii Advanced (Pokročilý). Získaly je rovnou dva tuzemské projekty – jeden z Olomouce, druhý z Prahy.
před 13 hhodinami

Stromy vyhrály evoluční závod, protože se nejlépe přizpůsobily suchu

Na otázku, jak se stalo, že vznikly stromy a co jim umožnilo stát se jedněmi z největších a nejdéle žijících organismů na Zemi, se pokusil odpovědět velký mezinárodní výzkum, ve kterém hráli významnou roli i experti z Česka.
před 15 hhodinami

Lesy má sledovat „Velký bratr“. Drony, AI a senzory jim mohou dát šanci proti změně klimatu

Technologie umělé inteligence (AI) by v budoucnu mohla pomoci z fotek velmi podrobně analyzovat stav lesů. Nástroj, na jehož vývoji se podílí tým vědců z brněnského pracoviště Výzkumného ústavu pro krajinu, propojuje drony, laserové skenování objektů, AI a pokročilé modely růstu lesních porostů. Výsledkem má být systém schopný vyhodnocovat stav lesa až na úroveň jednotlivých stromů. A současně má předvídat jeho budoucí vývoj v podmínkách měnícího se klimatu.
před 18 hhodinami

Bahenní proudy u bahenních sopek nevznikají při jediné erupci, popsali i čeští vědci

Kilometrové bahenní proudy u některých z největších bahenních sopek na světě nevznikají během jediné silné erupce, jak se dosud předpokládalo. Vyplývá to ze studie mezinárodního týmu vědců, na které se podíleli i tuzemští odborníci. Nový výzkum bahenní sopky Lokbatan v Ázerbájdžánu ukazuje, že se celé bahenní těleso může po mnoho let pomalu plazit krajinou podobně jako ledovec a každá nová erupce znovu uvádí do pohybu jeho starší části.
22. 6. 2026

Počet potvrzených případů eboly v Kongu přesáhl tisíc

Počet potvrzených případů eboly v Kongu přesáhl tisícovku. K nedělnímu večeru oznámily místní úřady 1003 nakažených a 254 zemřelých, informovala v pondělí agentura Reuters. V sobotní aktualizaci konžská vláda sdělila, že počet potvrzených případů činí 956 a počet úmrtí 247.
22. 6. 2026

Čeští archeologové se snaží překonat Egejské moře ve člunu vydlabaném z kmenu

V Egejském moři v řeckém přístavu Alexandrupole začala expedice Monoxylon experimentálních archeologů z východních Čech.
22. 6. 2026

Sledujte v mapě, jak padají teplotní rekordy

V Česku o víkendu převládají teploty, které jsou spojené spíše s červencem. Až do pondělního večera trvá varování před vysokými teplotami. Už od pátku padají teplotní rekordy.
19. 6. 2026Aktualizováno21. 6. 2026
Načítání...