சகப் பிணைப்பைச் சுற்றி ஒரே திசையில் சுழற்சி

மான்செஸ்டர் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு ஒரு மூலக்கூறு மோட்டாரை உருவாக்கியுள்ளது, இது ஒற்றை சகப் பிணைப்பைச் சுற்றி சுழற்சியை இயக்க கைரல்(Chiral) எரிபொருளைப் பயன்படுத்துகிறது. நேச்சர் இதழில் வெளியிடப்பட்ட அவர்களின் ஆய்வறிக்கையில், குழுவானது வேதியியல் ரீதியாக இயங்கும் திசையில் சுழலும் மோட்டாரை உருவாக்குவதில் தங்கள் வேலையை விவரிக்கிறது மற்றும் அவர்களின் முயற்சிகள் மற்ற பொருட்களுடன் ஒத்த அமைப்புகளை உருவாக்கும் என்று அவர்கள் ஏன் நம்புகிறார்கள் என்பதையும் விவரிக்கிறது.

இயற்கையான உயிரியல் மோட்டார்கள் இயற்கையில் இருப்பதாக முந்தைய ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது. இதற்கு ADT Synthase ஒரு உதாரணம். இத்தகைய எடுத்துக்காட்டுகள், வேதியியலாளர்கள் அத்தகைய மோட்டார்களை நகலெடுக்க முயற்சிக்கும் உத்வேகமாக செயல்பட்டன, மேலும் சில முன்னேற்றங்கள் ஏற்பட்டாலும், ஒரு பிணைப்பைச் சுற்றி 360° அச்சில் சுழலும்  எதுவும் இதுவரை உருவாக்கப்படவில்லை.

இந்த புதிய மோட்டாரை உருவாக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் 26 அணுக்களைப் பயன்படுத்தினர். அது ஒரு இரசாயனப் பிணைப்பைச் சுற்றி முழுமையாகச் சுழலக்கூடியது மற்றும் அது விரும்பும் வரை எரிபொருளை கொடுக்கும்போது தொடர்ந்து சுழலும். அவற்றின் மோட்டார் பைரோல்-3 கார்போனைல் குழுவைக் கொண்டிருந்தது, இது அவற்றின் மோட்டாரின் சுழலும் பகுதியை உருவாக்குகிறது, மேலும் பீனைல்-2 கார்போனைல் அடித்தளமாக செயல்படுகிறது. இரண்டு பகுதிகளும் ஒரு N-C பிணைப்புடன் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டன. மேலும் மோட்டாரின் அச்சாகவும் செயல்பட்டன. மூலக்கூறைச் சுழற்றுவதற்கு கார்போடைமிடிக் எரிபொருள் பயன்படுத்தப்பட்டது. இது மோட்டாரில் சேர்க்கப்படும்போது, ​​ஒரு ஹைட்ரைடு அற்ற இன்ட்ராமெர்குலர் உருவானது, இதன் விளைவாக எரிபொருளின் சமச்சீர்த்தன்மையின் அடிப்படையில் ஒரு திசை சார்பு கொண்ட நீராற்பகுப்பு எதிர்வினை ஏற்பட்டது. மேலும் இது எதிர்வினையை விரைவுபடுத்துவதற்கான கூடுதல் சேர்க்கையாகும். ஒரு ரோட்டருக்கு ஒரு டையாசிட்டைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும், சுழலியில் இருந்து எரிபொருளை திரும்பப் பெறுவதன் மூலமும், விரும்பிய போது சுழற்சியைத் தடுக்கலாம் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர்.

3 மணி நேரத்திற்கு ஒரு முறை மோட்டார் சுழல்வதை சோதனை காட்டுகிறது. அவர்கள் விரும்பிய திசைக்கு எதிராக, தோராயமாக ஒவ்வொரு நான்கு முறையும் தவறாக நடப்பதைக் கண்டறிந்தனர். சுழலும் மோட்டார்களை உருவாக்குவதற்கான ஒரு ஆரம்ப முயற்சிதான் அவர்களின் பணி என்று அவர்கள் கூறுகின்றனர். எதிர்கால வடிவமைப்புகள் வேகமாகச் சுழலும் என்றும், பிழைகளின் எண்ணிக்கையைக் குறைப்பதற்கான வழிமுறைகள் கண்டறியப்படும் என்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் எதிர்பார்க்கிறார்கள். மேலும் அத்தகைய மோட்டார்கள் ஒரு நாள் கடல் தளத்திலிருந்து உலோக அயனிகளை சுரங்கம் போன்ற பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படலாம்.

References:

• Borsley, S., Kreidt, E., Leigh, D. A., & Roberts, B. M. (2022). Autonomous fuelled directional rotation about a covalent single bond. Nature, 604(7904), 80-85.
• Wu, W., & Pauly, M. (2022). Chiral plasmonic nanostructures: recent advances in their synthesis and applications. Materials Advances.
• Fletcher, S. P., Dumur, F., Pollard, M. M., & Feringa, B. L. (2005). A reversible, unidirectional molecular rotary motor driven by chemical energy. Science, 310(5745), 80-82.
• Schalley, C. A., Beizai, K., & Vögtle, F. (2001). On the way to rotaxane-based molecular motors: studies in molecular mobility and topological chirality. Accounts of Chemical Research, 34(6), 465-476.