Forskare vid University of Twentes MESA+ forskningsinstitut har utvecklat spiralband gjorda av molekyler, som kan omvandla ljus till komplex makroskopisk rörelse. Därför, de lyckades förstärka molekylär rörelse och översätta den till den makroskopiska världen. Forskningen, som inspirerades av rörelser i växter, publiceras i den stora vetenskapliga tidskriften Naturkemi .
Under de senaste decennierna, kemister har konstruerat olika molekylära maskiner, inklusive molekylär pincett och sax, och även molekylära nanobilar. Dock, rörelsen hos molekylära maskiner är i allmänhet begränsad till enbart nanovärlden. Att förstärka rörelsen hos dessa system på ett sådant sätt att de skulle påverka den makroskopiska världen förblir följaktligen en stor samtida utmaning. Forskare vid University of Twentes MESA+ forskningsinstitut ledd av huvudforskaren Nathalie Katsonis har tagit sig an denna utmaning. De utvecklade spiralband innehållande molekylära nanoswitchar. Dessa spiraler krullar, vrida, dra ihop sig eller expandera under påverkan av UV-ljus, och kan användas för att utföra arbete, till exempel genom att flytta magneter.
Molekylära nanoswitchar
Spiralerna består av tunna remsor utskurna från en film av flytande kristaller dopad med molekylära omkopplare som är ett par nanometer långa (en nanometer är en miljondels millimeter). Vid bestrålning av spiralen med UV-ljus, insidan av remsan drar ihop sig, medan utsidan expanderar, vilket resulterar i att spiralen kryper ihop sig. Med tidens gång, eller efter att ha exponerat spiralen för normalt ljus, materialet återgår till sin ursprungliga form.
Forskarna kan bestämma den ursprungliga formen på remsorna genom att välja vinkeln som de skärs i filmen - de kan få en högerhänt spiral, en vänsterhänt spiral, eller till och med en kombination av båda. Följaktligen, det är också möjligt att förprogrammera spiralernas rörelser.
Forskarna inspirerades av naturen för sin forskning:Sättet som spiralerna rör sig på liknar hur växtrankor krullas för att binda till ett stöd och så småningom nå mot solen. Dessa nya nanostrukturerade material kan användas för att utveckla mjuk robotik, eller som aktiva trådlösa element i mikrofluidiska enheter.
