Publikacja w Nature Chemistry (2024)

04 06 2024

Badacze z Uniwersytetu Warszawskiego, we współpracy z holenderskimi naukowcami, opracowali prostą modyfikację prowadzącą do drastycznego zwiększenia wykorzystania światła przez motory molekularne. Artykuł na ten temat ukazał się w czasopiśmie „Nature Chemistry”. Jednym ze współautorów publikacji jest dr inż. Wojciech Danowski z Pracowni Technologii Organicznych Materiałów Funkcjonalnych.

J. Sheng, W. Danowski, A. S. Sardjan, J. Hou, S. Crespi, A. Ryabchun, M. P. Domínguez, W. J. Buma, W. R. Browne, B. L. Feringa, Formylation boosts the performance of light-driven overcrowded alkene-derived rotary molecular motors, Nature Chemistry, 2024, DOI: https://doi.org/10.1038/s41557-024-01521-0

LINK: https://www.nature.com/articles/s41557-024-01521-0

Motory molekularne oparte na szkielecie sterycznie zatłoczonych alkenów to syntetyczne maszyny molekularne, które napędzane energią termiczną i świetlną wykonują kontrolowane jednokierunkowe obroty jednej części cząsteczki (statora) względem drugiej (rotora). Pełen obrót o 360° wykonywany przez te cząsteczki przebiega w czterech kontrolowanych, naprzemiennych etapach, związanych z ich chiralnością: dwa fotochemiczne i dwa termiczne. Wydajność tych maszyn opisuje „wydajność kwantowa”, czyli stosunek fotonów, które zostały wykorzystane do fotochemicznej izomeryzacji, do wszystkich zaabsorbowanych fotonów. Pomimo tego, że maszyny te zostały opracowane niemal 25 lat temu przez laureata Nagrody Nobla (2016 r.) prof. Bena L. Feringę, dotychczasowe wysiłki mające na celu zwiększenie wydajności wykorzystania energii świetlnej nie przynosiły oczekiwanych rezultatów.

Naukowcy wykazali, że przyłączenie grupy formylowej do aromatycznego rdzenia motoru skokowo zwiększa wydajność izomeryzacji fotochemicznej do 80%, jednocześnie minimalizując udział procesów ubocznych. Taka rekordowa wartość wydajności kwantowej jest szczególnie imponująca w porównaniu do wydajności kwantowej izomeryzacji rodopsyny (67%) – białka, które organizmy żywe wyewoluowały w celu najczulszej detekcji światła. Poza zwiększeniem wydajności kwantowej, modyfikacja ta prowadzi do batochromowego przesunięcia pasm absorpcji motoru, co czyni tak zmodyfikowane motory atrakcyjnymi chiralnymi i światłoczułymi domieszkami faz ciekłokrystalicznych.

Wpis na stronie głównej UW: https://www.uw.edu.pl/syntetyczne-maszyny-molekularne/?highlight=danowski