محققان دانشگاه اِیالتِی پنسِیلوانِیا موفق شدند با استفاده از ِیک عنکبوت شِیمِیاِیِی، رشتههاِیِی از جنس پلِیمر اِیجاد کنند. اِین سِیستم براِی تامِین انرژِی از کاتالِیست استفاده مِیکند. در واقع اِین عنکبوت شِیمِیاِیِی ِیک نانوموتور است که از مونومرها براِی تامِین نِیروِی مورد نِیاز خود استفاده مِیکند. آِیوسمن سن و همکارانش مِیگوِیند اِین نانوموتور قابلِیت بهکارگِیرِی در تولِید پلِیمرها را داراست.
تامِین نِیروِی ِیک نانوموتور با استفاده از فرآِیند پلِیمرِیزاسِیون
محققان دانشگاه اِیالتِی پنسِیلوانِیا موفق شدند با استفاده از ِیک عنکبوت
شِیمِیاِیِی، رشتههاِیِی از جنس پلِیمر اِیجاد کنند. اِین سِیستم براِی تامِین
انرژِی از کاتالِیست استفاده مِیکند. در واقع اِین عنکبوت شِیمِیاِیِی ِیک
نانوموتور است که از مونومرها براِی تامِین نِیروِی مورد نِیاز خود استفاده مِیکند.
آِیوسمن سن و همکارانش مِیگوِیند اِین نانوموتور قابلِیت بهکارگِیرِی در تولِید
پلِیمرها را داراست.
تا پِیش از اِین، نانوموتورها با استفاده از کاتالِیستها مولکولهاِی کوچک را بهعنوان
سوخت مصرف مِیکردند. با اِین کار اختلاف غلظت در دو سوِی نانوموتور اِیجاد شده که
نِیروِی محرک آن محسوب مِیشود. اما براِی برخِی کاربردها اِین روش مناسب نِیست. سن
و همکارانش مِیدانستند که برخِی سِیستمهاِی زِیستِی از پلِیمرِیزاسِیون براِی
اِیجاد نِیروِی محرکه استفاده مِیکنند. براِی مثال لِیسترِیا، نوعِی باکترِی، با
استفاده از پلِیمرِیزاسون اکتِین نِیروِی محرکه خود را تامِین مِیکند. اِین گروه
تحقِیقاتِی تعداد کثِیرِی از کاتالِیستهاِی پلِیمرِیزاسِیون آلِیفلزِی را که ممکن
بود بتواند در واکنشهاِی کاتالِیستِی موجود در حرکتهاِی خودبهخود به کار آِید را
مورد مطالعه قرار دادند.
هرچند محققان دانشگاه راِیس و تگزاس پِیش از اِین بهطور مستقل احتمال بهکارگِیرِی
فرآِیند پلِیمرِیزاسِیون بهعنوان نِیروِی محرکه در حرکت نانوموتورها را مطرح کرده
بودند، اما تاکنون اِین موضوع در آزماِیشگاه به اثبات نرسِیده بود.
براِی اثبات اِین موضوع، محققان دانشگاه اِیالتِی پنسِیلوانِیا از پلِیمرِیزاسِیون
حلقه باز (ROMP) نوربورنن با استفاده از کاتالِیست گروبز – کمپلکس فلزات واسطه
کاربن -استفاده کردند. آنها ابتدا ذرات جانوس ( ذراتِی از جنس شِیشه که داراِی شکل
کروِی بوده به طورِی که نِیمکره آن آبدوست و نِیمکره دِیگر آبگرِیز است)
سِیلِیکا-طلا را تهِیه کردند. اِین ذرات داراِی هستهاِی از جنس سِیلِیکا به قطر
۰٫۹۶ مِیکرومتر بود که بروِی بخش از آن روکشِی از تک لاِیه طلا اِیجاد شد. در ادامه
اِین گروه تحقِیقاتِی بخشِی از سِیلِیکا را که فاقد روکش طلا است با کاتالِیست
گروبز پوشش دادند.
با افزودن مقدارِی محلول حاوِی نوربورنن اِین سِیستم نِیرو محرکه خود را بهدست مِیآورد.
مقدار مونومر مصرف شده نِیز با استفاده از کروماتوگرافِی گازِی مشخص مِیشود. در
اِین سِیستم، ذرات نامتقارن، شروع به تنِیدن مونومرها و تبدِیل آن به پلِیمر مِیکنند
که نتِیجه اِین کار را مِیتوان با SEM مشاهده کرد. مِیزان مصرف مونومر نِیز بستگِی
به غلظت نوربورنن دارد. با افزودن مقدارِی اتِیل وِینِیل اتر، بازدارنده کاتالِیست،
مولکولهاِی تشکِیل دهنده موتور از هم گسِیخته شده و فرآِیند متوقف مِی شود. براِی
تست تاثِیر کاتالِیست، محققان ِیک بار ذرات سِیلِیکا را بدون استفاده از کاتالِیست
گروبز به کار گرفتند. نتاِیج نشان داد که حرکتِی در سِیستم اِیجاد نشده است.
