محققان مؤسس&#۱۷۲۸ ماکس پلانک نشان دادند که موتورهای مولکولی می‌توانند ارابه‌ای را در فاصله‌های زیادی به حرکت در آورند. این محققان در زمین&#۱۷۲۸ بین سطحی و کلوئیدها به نظریه جدیدی دست یافته‌اند که تنها هفت یا هشت موتور مولکولی لازم است تا یک انتقال مستقیم به فواصل چند سانتیمتر یا چند متری صورت گیرد. آنها همچنین نشان دادند که نیروی بار و موتورها به شدت از سرعت ارابه کم کرده و یک رابط&#۱۷۲۸ به شدت غیر خطی سرعت- نیرو بین آنها وجود دارد. موتورهای مولکولی برای تمام انواع ارابه‌ها در درون سلولهای موجودات زنده، به عنوان یک نانوتراکتور عمل می‌کنند.
موتورهای مولکولی عامل حرکت در سلول‌ها
محققان مؤسسۀ ماکس پلانک نشان دادند که موتورهای مولکولی می‌توانند ارابه‌ای را در فاصله‌های زیادی به حرکت در آورند. این محققان در زمینۀ بین سطحی و کلوئیدها به نظریه جدیدی دست یافته‌اند که تنها هفت یا هشت موتور مولکولی لازم است تا یک انتقال مستقیم به فواصل چند سانتیمتر یا چند متری صورت گیرد. آنها همچنین نشان دادند که نیروی بار و موتورها به شدت از سرعت ارابه کم کرده و یک رابطۀ به شدت غیر خطی سرعت نیرو بین آنها وجود دارد. موتورهای مولکولی برای تمام انواع ارابه‌ها در درون سلولهای موجودات زنده، به عنوان یک نانوتراکتور عمل می‌کنند.
موتورهای مولکولی با مصرف انرژی حاصل از هیدرولیز ATP (سوخت سلولی)، به شکل مرحله‌ای در طول رشته‌هایی از cytoskeleton به حرکت در می‌آیند. موتورهای Kinesin و Dynein در طول میکرولوله‌های بسیار کوچک و میوزین در طول رشته‌های اکتین حرکت می‌کنند. اندازه هر گام از این موتورها حدود ۱۰ نانومتر می‌باشد. این موتورها با حرکت گام به گام در طول رشته‌ها، اجزاء ارابه را که بسیار بزرگتر از خود موتورها بوده، می‌کشند. موتورهای مولکولی، علاوه بر اینکه وظیفه‌ای خاص برای سلول‌ها تعریف می‌کنند، به‌عنوان سیستم‌های انتقالی زیست‌تقلید کاربردهای بسیار زیادی داشته و به عنوان اجزء کلیدی در نانوفناوری زیستی خواهند بود.
انتقال فعال در موتورهای مولکولی برای سلولهای عصبی یا رشته‌های درون مغز، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این سلول‌ها دارای بخش‌های گسترده‌ای به نام اکسون بوده، که بدنه یک سلول را به محل تماس دو عصب متصل می‌کند، در این تماس سیگنال‌هالی عصبی از یک رشته مغزی به دیگری انتقال می‌یابد. میکرولوله‌های بسیار کوچک کانال‌هایی در این مسیرها ایجاد می‌کند که موتورهای مولکولی ارابه را مانند کیسه‌های کوچک پر شده با انتقال دهنده‌های عصبی، جابجا می‌کنند.
به علت نانومقیاس بودن، موتورهای مولکولی بر خلاف راه‌آهن یا ماشین، تمایل دارند از مسیر خود منحرف شده و به محیط محلول آبی خود نفوذ کنند. که سبب می‌شود این پدیده نسبت به نوسانات گرمایی حساس‌تر باشد. بنابراین، یک موتور مولکولی می‌تواند در چند ثانیه، فقط به یک رشته متصل گردد. در این لحظه، یک تک موتور فاصله یک میکرومتر را طی می‌کند، به عبارت دیگر این تک موتور بسیار شبیه یک جهنده رفتار می‌کند اگر چه ارابه یک ماراتون را اجرا می‌کند.
این دانشمندان هم اکنون راه حلی برای حل این سرگرمی تهیه نموده‌اند. اگر ارابه، بوسیله چندین موتور کشیده شود، هر موتور که از رشته جدا شده، در کنار آن و به فاصله‌ای برابر با اتصال عرضی ارابه رشته( حداقل یک موتور پیوندی) باقی ماند. در چنین موقعیتی، موتورهای جدا شده و غیرپیوندی می‌توانند با رشته مجدداً اتصال برقرار کرده و به کشیدن ارابه ادامه دهند.
این دوندگان، بر خلاف انسان، خسته نمی‌شوند. این مکانیسم از یک مدل نظری جدید به دست آمده است که حالتهای پیوندی متفاوتی از اجزاء ارابه را شناسایی کرده و حالتهای گذرا را تشریح می‌کند. با استفاده از این مدل، چندین خواص انتقال مانند سرعت متوسط و فاصله متوسط پیمایش اجزاء ارابه را به عنوان تابعی از ماکزیمم تعداد موتورهایی که می‌توانند این جزء را حرکت دهند، محاسبه شده است. به عنوان مثال برای موتورهای Kinesin، محاسبات نشان می‌دهد که فقط هفت یا هشت موتور جهت جابجائی به فواصل سانتیمتری مورد نیاز بوده و یک ارابه که با ۱۰ موتور کشیده می‌شود فاصله متوسط پیمایشی در حدود یک متر دارد.
اگر موتورهای مولکولی در برابر یک نیروی بار خارجی به حرکت درآیند، این نیرو بین موتورهای آن تقسیم می‌شود. نتیجه بدیهی این اثر، چنین است که حرکت ارابه کند می‌شود. به علاوه، نیروی اعمال شده بر هر موتور به شدت احتمال جدا شدن را برای هر یک از موتورها افزایش می‌دهد. علاوه بر این، با جدا شدن بیشتر موتورها، هر یک از موتورهای باقیمانده مجبور است، نیروی بزرگتری تحمل کند. این بدین معنی است که احتمال جدایی حتی بیشتر از این مقدار نیز افزایش می‌یابد. در نتیجه فرآیند جدا شدن موتورها به صورت پی در پی ادامه یافته و وابستگی به شدت غیرخطی بودن سرعت ارابه به نیروی بار خارجی نیز از نتایج دیگر آن می‌باشد. چنین فرآیندهای متوالی، زمانیکه انتقال ارابه توسط انواع متفاوتی از موتورهای مولکولی صورت گیرد، بسیار پیچیده‌تر خواهد شد.
تمام خواص انتقال پیش بینی شده توسط این نظریه جدید، با استفاده از روش‌های بکار رفته جهت تک موتورها، می‌تواند به صورت آزمایشی مورد بررسی و تحقیق واقع شود. در حقیقت، آزمایشات اولیه در این مؤسسه با پیش‌بینی‌های نظری تطابق دارند. به طور مشابه، نظریه مقداری ، نیز باید جهت طراحی سیستم‌های انتقال زیست‌تقلید برای کاربردهای آزمایشگاه بر روی تراشه مناسب باشد. برای مثال موتورهای مولکولی، مولکول‌های واقعی را به موقعیت‌های ویژه و مناسب انجام واکنش منتقل می‌کند. بسته به ترتیب قرار گرفتن رشته‌ها در این سیستم‌ها،، تغییر فاصله پیموده شده، چگونگی محلی‌سازی معرف‌های نقاط هدف را و نفوذ آنها را کنترل می‌کند که این عمل با انتقال فعال نیروی موتوری افزایش می‌یابد.
