Motor listrik pada tingkat molekuler

Sebuah inovasi dengan motor kecil suatu hari nanti dapat mendorong perkembangan ilmu material dan kedokteran. Kendaraan listrik, ditenagai oleh motor listrik makroskopis, menjadi hal yang biasa. Perkembangan juga terjadi pada tingkat molekuler, di mana para ilmuwan bergulat dengan tantangan yang sama untuk menghasilkan motor yang lebih bertenaga dan hemat energi.

Tim multidisiplin (ahli kimia eksperimental, komputasi dan teoretis) yang dipimpin oleh Universitas Northwestern telah membuat motor listrik yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Ini adalah motor listrik pada skala molekuler.

Motor dapat mengubah energi listrik menjadi gerakan searah pada tingkat molekuler dan memiliki kegunaan masa depan untuk ilmu material dan kedokteran, seperti penerapan motor molekuler listrik dan motor biomolekuler untuk mentransfer obat ke seluruh tubuh manusia.

Menurut peneliti utama Sir Fraser Stoddart: “Kami telah membawa nanoteknologi molekuler ke tingkat yang lebih tinggi…Kimia elegan ini menggunakan elektron untuk menggerakkan motor molekuler secara efektif, seperti motor makroskopis. Sementara bidang kimia ini masih dalam masa pertumbuhan, saya memperkirakan suatu hari nanti motor kecil ini akan membuat perbedaan besar dalam pengobatan.”

Motor ini hanya selebar dua nanometer. Dasarnya adalah jenis molekul tertentu dengan cincin yang saling mengunci yang dikenal sebagai catenanes. Ini disatukan oleh ikatan mekanis yang kuat, sehingga komponen dapat bergerak relatif bebas satu sama lain tanpa berantakan.

Motor molekul listrik didasarkan pada [3] catenane yang komponennya - loop yang saling bertautan dengan dua cincin identik - aktif redoks, yaitu mereka mengalami gerakan searah sebagai respons terhadap perubahan potensial tegangan. Para peneliti menemukan bahwa dua cincin diperlukan untuk mencapai gerakan searah ini.

Pengoperasian molekul yang melakukan fungsi motor (yang bekerja dengan mengubah energi eksternal menjadi gerakan terarah) terbukti menantang. Para peneliti menghabiskan lebih dari empat tahun untuk merancang dan mensintesis motor molekul listrik mereka. Ini membutuhkan penelitian yang cermat ke dalam sintesis, pengukuran, dan kimia komputasi.

Keuntungan dari penemuan baru ini adalah motor mudah dibuat dan tidak menghasilkan limbah. Selain itu, untuk masa depan, pekerjaan tersebut tampaknya membawa nanoteknologi molekuler ke tingkat yang lebih tinggi.

Fase selanjutnya adalah memasang banyak motor ke permukaan elektroda untuk memengaruhi permukaan dan akhirnya melakukan tugas tertentu.

Penelitian tersebut muncul di jurnal Nature. Penelitian ini berjudul “Motor Molekul Listrik”.