ساخت درب خودکار در ابعاد مولکولی

دو دهه بعد از ارائه ایده ساخت ماشین مولکولی مبدل انرژی، توسط ریچارد فایمن، ماشین‌های مولکولی متعددی ساخته شده‌است که اکثر آنها از پروتئین‌هایی نظیر میوزین، کینسین و کانال‌های یونی تشکیل شده‌اند. شیمی‌دان‌ها نیز ماشین‌های مولکولی مصنوعی را ساخته‌اند که با نور، گرما و واکنش شیمیایی کنترل می‌شوند. البته این ماشین‌ها معمولا به شکل برگشت‌ناپذیری آسیب می‌بینند. برای مشاهده رفتار این ماشین‌ها نیز معمولا از یک طیف‌سنجی یا روش الکتروشیمیایی استفاده می‌شود.
اخیرا محققان موفق به ساخت ماشین مولکولی شدند که نیاز به واکنش شیمیایی نداشته و برخلاف اسلاف پیشین خود، فرآیند کنترل و مشاهده را یکجا می‌توان روی آنها انجام داد. نتایج مربوط به فرآیند ساخت این ماشین مولکولی که یک “درب خودکار” است در قالب مقاله‌ای با عنوان “Single-Molecule Electric Revolving Door” در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است. در این مقاله محققان نشان دادند که چگونه می‌توان از مولکول‌های فنیل-استیلن-مکاکروسیل (PAM) این درب خودکار مولکولی را ساخت.
لیانگ یان از محققان این پروژه که در دانشگاه پرینستون فعالیت دارد می‌گوید: این اولین باری است که درب خودکار در ابعاد مولکولی ساخته می‌شود. این درب با اعمال نیروی الکتریکی باز و بسته می‌شود. مکانیسم این درب مفهوم جدیدی را در دنیای ماشین‌های مولکولی ایجاد کرده است.
براساس قانون مور، قطعات الکترونیکی در حال کوچک‌تر شدن هستند بنابراین محققان به دنبال بررسی ویژگی‌های تک مولکول‌ها هستند تا از آن برای ساخت ادوات الکترونیکی استفاده کنند. (این مقاله را ببینید: “An electric motor made from a single molecule”)
هسو از محققان این پروژه می‌گوید: این موضوع ما را به فکر انداخت تا روی ترکیب الکترونیک و ماشین مولکولی کار کنیم. در ادوات الکترونیکی، دستگاه‌ها براساس ترانزیستورهای اثر میدان نیمه‌هادی اکسید فلزی کار می‌کنند. ترانزیستورها با خاموش و روشن شدن می‌توانند فعالیت از پیش تعیین شده را انجام دهند. بنابراین، این ماشین مولکولی با دارا بودن قابلیت باز و بسته شدن می‌تواند امکان خاموش و روشن شدن را فراهم کند و به‌عنوان جایگزینی برای ترانزیستورها مورد استفاده قرار گیرد.