Молекулярные пропеллеры

Отталкивание молекул воды от поверхности гидрофобного молекулярного пропеллера

Молекулярный пропеллер — наноразмерное устройство в виде молекулы, способное совершать вращательные движения благодаря своей специфической форме, аналогичной макроскопическим винтам [1][2]. Молекулярные пропеллеры имеют несколько лопастей молекулярного масштаба, присоединённых к центральному валу, вокруг которого происходит вращение и отстоящих друг от друга на определённый угол.

Молекулярные пропеллеры были спроектированы научной группой профессора Петра Крала в университете Иллинойса в Чикаго. Они представляют собой молекулярные лезвия, формируемые на плоских ароматических молекулах на основе углеродных нанотрубок [3]. Молекулярно-динамическое моделирование показывает, что эти пропеллеры могут служить в качестве эффективных насосов для перекачивания жидкости. Их эффективность накачки зависит от химического состава молекулярных лопаток и самой жидкости. Например, если лопасти гидрофобные, то молекулы воды будут от них отталкиваться и пропеллер будет эффективным насосом для данной жидкости. Если лопасти являются гидрофильными, то молекулы воды наоборот будут притягиваться к концам лопастей. Это может значительно уменьшить прохождение других молекул вокруг пропеллера и приостановить перекачку воды.

Управление

Молекулярные пропеллеры можно вращать с помощью молекулярных роторов, которые могут быть инициированы с помощью химических, биологических, оптических или электрических средств [4][5][6], или механизмов типа храповика [7]. Сама природа реализует большинство биологических процессов с использованием большого числа молекулярных роторов, таких, как миоцин, кинецин и АТФ-синтаза [8]. Так, например, роторно-молекулярные моторы, содержащие белок используются бактериями в качестве жгутиков для движения.

Применение

Система из молекулярного пропеллера и молекулярного двигателя может найти применение в нанороботах и использоваться в качестве насоса или двигательного аппарата [9]. Будущее применение этих наносистем возможно в широком диапазоне: от новых аналитических инструментов в области химии и физики, доставки лекарств и генной терапии в области биологии и медицины, передовых нанолабораторий до нанороботов, способных выполнять различные действия на наноразмерном и микроскопическом уровнях.

Примечания

  1. ↑ Дж. Васек и Дж. Митчел, Молекулярные «игрушечные» конструкции: Компьютерная симуляция молекулярных пропеллеров, 21, 1259 1997.
  2. ↑ С. Д. Симпсон, Гр. Маттерстейг, К. Мартин, Л. Герхель, Р. Е. Байер, Х. Дж. Рейдер и К. Мюллен, Наноразмерные молекулярные пропеллеры в циклогидрогенизации полифениленовых дендример, 126, 3139 2004. Общие сведения
  3. ↑ Б. Вонг и П. Крал, Химически гармоничные наноразмерные пропеллеры в жидкостях, 98, 266102 2007. Общие сведения Архивная копия от 26 января 2020 на Wayback Machine
  4. ↑ Т. Р. Келли, Х. де Сильва и Р. А. Сильва, Однонаправленные вращательные движения в молекулярных системах, Журнал Nature 401, 150 1999. Общие сведения Архивная копия от 6 мая 2017 на Wayback Machine
  5. ↑ Н. Коимура, Р. В. Дж. Зижлстра, Р. А. ван Делден, Н. Харада и Бен Феринга, Управляемые светом однонаправленные молекулярные моторы, Журнал Nature 401, 152 1999. Общие сведения Архивная копия от 18 мая 2017 на Wayback Machine
  6. ↑ С. Бастеманте, Ю. Р. Чемла, Н. Р. Форд и Д. Изхаку, Молекулярные процессы в биологии, Ежегодный обзор по биохимии, 73, 705 2004. Общие сведения Архивная копия от 20 ноября 2008 на Wayback Machine
  7. ↑ Р. Д. Остумиан, Термодинамика и кинетика броуновских моторов, Журнал Science 276, 917 1997. Общие сведения Архивная копия от 3 июня 2010 на Wayback Machine
  8. ↑ С. П. Цунода, Р. Агглер, М. Ёсида и Р. А. Капалди, Вращение субструктур олигомеров в полностью функциональной АТФ-синтазе, 98, 898 2001. Общие сведения Архивная копия от 15 февраля 2008 на Wayback Machine
  9. ↑ Р. К. Сунг, Дж. Д. Бачанд, Х. П. Нивс, А. Дж. Олкховетс, Х. Дж. Крейгхед и С. Д. Монтемагно, Сила неорганических наноустройств в биомолекулярных моторах, Журнал Science 290, 1555 2000. Общие сведения Архивная копия от 15 сентября 2009 на Wayback Machine

Ссылки

См. также

Read other articles:

New England Association of Schools and Colleges

University accreditation organization in the United States This article has multiple issues. Please help improve it or discuss these issues on the talk page. (Learn how and when to remove these template messages) This article relies excessively on references to primary sources. Please improve this article by adding secondary or tertiary sources. Find sources: New England Association of Schools and Colleges – news · newspapers · books · scholar · JSTOR ...

 

Methemoglobin

Struktur enzim yang mengubah methemoglobin menjadi hemoglobin. Methemoglobin adalah bentuk dari hemoglobin yang mengandung besi dalam rupa ion feri (Fe3+).[1] Karakteristik Methemoglobin terus menerus dibentuk di dalam eritrosit pada jumlah kecil karena disebabkan oksidasi spontan.[2] Senyawa ini dicegah oleh sistem enzim untuk terakumulasi di eritrosit sehingga jumlah methemoglobin hanya sebesar kurang dari 1% dari jumlah total hemoglobin.[2] Methemoglobin berwarna co...

 

العلاقات التشيكية الإثيوبية

العلاقات التشيكية الإثيوبية التشيك إثيوبيا   التشيك   إثيوبيا تعديل مصدري - تعديل   العلاقات التشيكية الإثيوبية هي العلاقات الثنائية التي تجمع بين التشيك وإثيوبيا.[1][2][3][4][5] مقارنة بين البلدين هذه مقارنة عامة ومرجعية للدولتين: وجه المقارن...

Lingua xhosa

XhosaisiXhosaParlato in Sudafrica Lesotho LocutoriTotale19,2 milioni (Ethnologue, 2022) Classifica87 Altre informazioniScritturaAlfabeto latino TassonomiaFilogenesiLingue niger-kordofaniane Lingue congo-atlantiche  Lingue volta-congo   Lingue benue-congo    Lingue bantoidi     Lingue bantu      Lingue nguni       Xhosa Statuto ufficialeUfficiale...

 

Petras Klimas

Petras Klimas Petras Klimas (pengucapanⓘ, 23 Februari 1891 – 16 Januari 1969) adalah seorang diplomat, pengarang, sejarawan, dan salah satu dari dua puluh penandatangan Undang-Undang Kemerdekaan Lituania. Klimas masuk jurusan hukum di Universitas Moskwa. Referensi Klimas, Petras. Encyclopedia Lituanica III: 142-143. (1970–1978). Ed. Simas Sužiedėlis. Boston, Massachusetts: Juozas Kapočius. LCC 74-114275. lbsDewan LithuaniaUndang-Undang KemerdekaanAnggota Saliamonas Bana...

 

Ristorante Paradiso

Japanese manga series Ristorante ParadisoCover of the first manga volumeリストランテ・パラディーゾ(Risutorante Paradīzo)GenreRomance[1] MangaWritten byNatsume OnoPublished byOhta PublishingEnglish publisherNA: Viz MediaMagazineManga Erotics FOriginal runMay 2005 – March 2006Volumes1 MangaGente: The People of Ristorante ParadisoWritten byNatsume OnoPublished byOhta PublishingEnglish publisherNA: Viz MediaMagazineManga Erotics FOriginal runSeptember 2...

Vegard Forren

Norwegian footballer (born 1988) Vegard Forren Forren in 2018 with MoldePersonal informationFull name Vegard Valgermo Forren[1]Date of birth (1988-02-16) 16 February 1988 (age 36)Place of birth Kyrksæterøra, NorwayHeight 1.86 m (6 ft 1 in)Position(s) Centre-backTeam informationCurrent team KÍ KlaksvíkNumber 4Youth career KIL/HemneSenior career*Years Team Apps (Gls)2007–2013 Molde 146 (5)2013 Southampton 0 (0)2013–2017 Molde 92 (5)2017 Brighton & Hove Al...

 

Міністерство оборони України

Міністерство оборони України (Міноборони) Емблема Міністерства оборони та Прапор Міністерства оборони Будівля Міністерства оборони у КиєвіЗагальна інформаціяКраїна  УкраїнаДата створення 24 серпня 1991Попередні відомства Міністерство оборони СРСР Народний комісарі...

 

2010 CONCACAF Women's U-17 Championship

2nd edition in the history of CONCACAF2010 CONCACAF Under-17 Women's ChampionshipCosta Rica 20102010 CONCACAF Women's U-17 Championship official logoTournament detailsHost countryCosta RicaDates10–20 MarchTeams8 (from 1 confederation)Venue(s)1 (in 1 host city)Final positionsChampions Canada (1st title)Runners-up MexicoThird place United StatesFourth place Costa RicaTournament statisticsMatches played16Goals scored73 (4.56 per match)Top scorer(s) Lindsey Horan (...

List of Deadman Wonderland characters

The principal characters of Deadman Wonderland. From left to right: Tamaki, Yō, Makina, Ganta, and Shiro. This is a list of fictional characters appearing in the Japanese manga series Deadman Wonderland as well as its anime adaptation. Main characters Ganta Igarashi Voiced by: Romi Park (Japanese); Greg Ayres (English)[1] Ganta Igarashi (五十嵐 丸太, Igarashi Ganta) / Woodpecker is the main protagonist of the story. He is a seemingly harmless, ordinary middle school boy unt...

 

Marrow Brethren

Group inside PresbyterianismPart of a series onThe Marrow ControversyOrigin of the First Secession from the Kirk of Scotland Background Auchterarder Creed Marrow of Modern Divinity Edward Fisher Marrow Brethren Thomas Boston James Hog Ebenezer Erskine Robert Riccaltoun Ralph Erskine Associate Presbytery Opponents Neonomians James Hadow General Assembly Doctrines Republication of the Covenant of Works Assurance Free offer of the gospel Covenant theology Law and Gospel Topics Antinomianism Lega...

 

Nephrology

Medical study concerned with the kidneys This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Nephrology – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (June 2022) (Learn how and when to remove this message) NephrologyA human kidney (click on image for description).SystemUrinarySignificant diseasesHypertension, Ki...

Jailbreak (1936 film)

1936 film by Nick Grinde For the British film of the same year, see Gaol Break. JailbreakDirected byNick GrindeScreenplay byRobert Hardy AndrewsJoseph HoffmanStory byJonathan FinnProduced byBryan FoyStarringBarton MacLaneJune TravisCraig ReynoldsDick PurcellJoe KingGeorge E. StoneCinematographyArthur L. ToddEdited byHarold McLernonMusic byBernhard KaunProductioncompanyWarner Bros.Distributed byWarner Bros.Release date August 5, 1936 (1936-08-05) Running time60 minutesCountryUni...

 

Western larch

Species of conifer Western larch William O. Douglas WildernessNaches Valley, WA Conservation status Least Concern  (IUCN 3.1)[1] Scientific classification Kingdom: Plantae Clade: Tracheophytes Clade: Gymnospermae Division: Pinophyta Class: Pinopsida Order: Pinales Family: Pinaceae Genus: Larix Species: L. occidentalis Binomial name Larix occidentalisNutt. Natural range of Larix occidentalis The western larch (Larix occidentalis) is a species of larch native to the mountains ...

 

Odysseas Vlachodimos

Greek footballer (born 1994) Odysseas VlachodimosΟδυσσέας Βλαχοδήμος Vlachodimos with VfB Stuttgart in 2012Personal informationFull name Odysseas Vlachodimos[1]Date of birth (1994-04-26) 26 April 1994 (age 30)[2]Place of birth Stuttgart, GermanyHeight 1.88 m (6 ft 2 in)[2]Position(s) GoalkeeperTeam informationCurrent team Newcastle UnitedYouth career2000–2002 VfL Wangen2002–2013 VfB StuttgartSenior career*Years Team Apps (Gls)2...

Quartier Gaillon

GaillonQuartier administratifQuartier GaillonThéâtre de la MichodièreKoordinat: 48°52′09″N 2°19′58″E / 48.86917°N 2.33278°E / 48.86917; 2.33278Negara PrancisRegionÎle-de-FranceKomuneParisArondisemenke-2Luas • Total0,188 km2 (0,073 sq mi)Populasi (2016)[1] • Total1,456 • Kepadatan7.744,68/km2 (20,058,6/sq mi) Lokasi Quartier Gaillon di arondisemen ke-2 Paris. Quartier Gaillon adala...

 

Hachiman-zukuri

Traditional Japanese architectural style The honden at Isaniwa Shrine (伊佐爾波神社) in Matsuyama, Ehime, is a rare example of the hachiman-zukuri style. The honden (left) is surrounded by a cloister-like corridor called kairō (right). The hachiman-zukuri (八幡造) is a traditional Japanese architectural style used at Hachiman shrines in which two parallel structures with gabled roofs are interconnected on the non-gabled side, forming one building which, when seen from the side, give...

 

Lyme Regis

Coastal town in Dorset, England Human settlement in EnglandLyme RegisLymeLyme Regis from the CobbCoat of arms of Lyme RegisLyme RegisLocation within DorsetPopulation3,671 (2011)[1]OS grid referenceSY337922• London135 miles (217 km) ENECivil parishLyme Regis[2]Unitary authorityDorsetCeremonial countyDorsetRegionSouth WestCountryEnglandSovereign stateUnited KingdomPost townLYME REGISPostcode districtDT7Dialling code01297PoliceD...

Hsiao Bi-khim

Taiwanese politician In this Taiwanese name, the surname is Hsiao. Hsiao Bi-khim蕭美琴Official portrait, 202413th Vice President of the Republic of ChinaIncumbentAssumed office 20 May 2024PresidentLai Ching-tePreceded byLai Ching-te15th Representative of Taiwan to the United StatesIn office20 July 2020 – 30 November 2023PresidentTsai Ing-wenPreceded byStanley KaoSucceeded byAlexander YuiMember of the Legislative YuanIn office1 February 2012 – 31 January 2020Preced...

 

Killington, Vermont

Town in Vermont, United StatesKillington, VermontTownDowntown Killington on U.S. Route 4 FlagKillington, VermontCoordinates: 43°39′53″N 72°47′36″W / 43.66472°N 72.79333°W / 43.66472; -72.79333CountryUnited StatesStateVermontCountyRutlandCommunitiesKillington VillageNorth SherburneSherburne CenterArea • Total46.9 sq mi (121.4 km2) • Land46.6 sq mi (120.8 km2) • Water0.2 sq mi (0.6&#...