ساخت فنرهای مولکولی که تنها در یک جهت می‌چرخند

تاکنون ابزار مولکولی متعددی توسعه یافته‌اند که می‌توانند اشیای
میکروسکوپی را در مقیاس نانومتر حرکت دهند؛ اما چرخاندن اشیا در یک جهت
مشخص (راست یا چپ) کمی مشکل است.

محققان دانشگاه Nagoya، مولکولی را سنتز کرده‌اند که حرکت انقباض و انبساط
آن دقیقاً مشابه یک فنر است. انبساط این مولکول منجر به چرخش آن در یک سمت
می‌شود و در نتیجه این فنر همواره در یک جهت می‌چرخد.

این فنر از دو رشته‌ی پلیمری ساخته شده است که به‌وسیله‌ی یون‌های منفی
بورات به هم متصل شده‌اند. هنگامی که یون‌های مثبت سدیم به این مجموعه
اضافه شوند، تشکیل یک کمپلکس می‌دهند که در آن گروه‌های بورات به طرف یون
سدیم کشیده شده و بدین ترتیب مولکول تا نصف طول اولیه‌ی خود منقبض می‌شود.
در این حین، دو رشته‌ی پلیمری و در نتیجه مولکول چرخیده، به شکل یک مارپیچ
دوگانه در‌می‌آیند.

محققان هم‌اکنون در حال مطالعه بر روی ترکیب این فنر مارپیچ با ژل‌های آلی
و بلور‌های مایع هستند. این کار می‌تواند کاربردهای متعددی در محرک‌های
مولکولی یا غشاهای مصنوعی داشته باشد. علاوه‌ بر این، آنها می‌توانند
چگونگی کنترل حرکت و عملکرد دینامیکی را در مقیاس مولکولی بیاموزند.

نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nature Chemistry منتشر شده‌است.