МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МОТОРЫ Работу выполнила: Мухаметшина Эллина Группа 1201
Молекулярные моторы • Молекулярные моторы — наноразмерные молекулярные машины, способные осуществлять вращение приложении к ним энергии. Молекулярный мотор – это устройство, которое потребляет энергию и преобразует ее в движение или механическую работу. Традиционно термин «молекулярный мотор» применяется, когда речь заходит об органических белковых соеденинях.
АТФсинтаза • Самый маленький мотор в мире. АТФсинтаза является макромолекулярным комплексом, катализирующим синтез и гидролиз молекул АТФ в энергопреобразующи х мембранах клеток растений, животных и бактерий.
ВРАЩАЮЩИЕСЯ ЭЛЕКТРОМОТОРЫ БАКТЕРИЙ Важными узлами бактериального электромотора являются два диска (называемые М- и Sдисками), центры которых соединены с вращающимся стержнем, выступающим наружу. На периферии диска М находятся многочисленные копии белка, названного Мot. B. Несколько копий белка Мot. А, входящего в состав статора, встроены в мембрану и примыкают к краям дисков М и S. Механизм генерации силы, приводящей ротор
Молекулярные моторы искусственного происхождения • Главной особенностью молекулярных моторов являются повторяющиеся однонаправленные вращательные движения происходящие при подаче энергии. • Для подачи энергии используются химический, световой метод, а также метод туннелирования электронов.
Методы подачи энергии в искусственные молекулярыне моторы • • Химический метод Впервые о создании молекулярного двигателя вращения сообщил Росс Келли в своей работе в 1999 году. Его система состояла из трех триптициновых роторов и хелициновой части, и была способна выполнять однонаправленные вращения в плоскости 120 °. Ротация происходит в 5 этапов. • • Световой метод В 1999 году из лаборатории доктора Бена Феринги в университете Гронингена (Нидерланды) поступило сообщение о создании однонаправленного молекулярного ротора. Их молекулярный двигатель вращения на 360 ° состоит из бис-хелицина соединенного двойной аксиальной связью и имеющий два стереоцентра. • • Туннелирование По аналогии с традиционным электродвигателем, наномасштабные молекулярные моторы могут быть приведены в движение путем резонансного или нерезонансного туннелирования электронов [7]. Наноразмерные вращающиеся машины на основе этих принципов были разработаны Петром Кралом и его сотрудниками в Университете штата Иллиойс в Чикаго
Недостатки молекулярных моторов • В отличие от молекулярных моторов биологического происхождения, как, например, жгутики бактерии или ферментные системы, которые меняют направление движения в зависимости от того, какую работу они выполняют, «рукотворные» молекулярные моторы до настоящего времени всегда характеризовались одним направлением движения. • Главный недостаток молекулярных моторов – трудность управления ими.
Ученые создали наноробота на ножках из ДНК • • Созданная ими конструкция состоит из двух соединенных друг с другом "ножек", представляющих собой короткие отрезки ДНК. "Ножки" могут прикрепляться к определенным последовательностям (так называемым комплементарным последовательностям) ДНК, по которой перемещается последовательностям) крошечный механизм. При этом "ножки" конкурируют между собой, то есть, если одна из них прикрепляется к основе, то вторая вынуждена отсоединиться. Энергию для перемещения "наноробот" получает от специальных "наноробот" молекул, плавающих в окружающем растворе. Необходимая для этого реакция протекает при помощи катализатора, роль которого выполняют "ножки", когда они отрываются от поверхности. Такое сопряжение обеспечивает постоянную "поставку топлива". Кроме обеспечения перемещающихся по ДНК "нанороботов" постоянным источником энергии, необходимо заставить их двигаться в одном направлении. Конструкция специалистов из Оксфорда разработана таким образом, что ее "ножка" может делать только шаг вперед или возвращаться на прежнее место. "Эта особенность также обеспечивает постоянное прикрепление к основе хотя бы одной "ноги". Соответственно, "наноробот" не "наноробот" может случайно оторваться и уплыть. Однако у новой разработки есть недостатки. Так, "ножки" могут запутываться при ходьбе, препятствуя дальнейшему перемещению. В данный момент создатели работают над преодолением этой трудности. В перспективе подобные "нанороботы", только более "нанороботы", совершенные, смогут обеспечить перевозку наногрузов по нанозаводам и нанофабрикам, однако это произойдет не раньше, нанофабрикам, чем исследователи смогут наладить стабильное перемещение "пустых" структур.
Список использованной литературы • • ↑ Синтетические молекулярные моторы Джордан Куинн Online статья ↑ Однонаправленные вращательные движения молекулярных систем Росс Келли, Харшани и Ричард Сильва. журнал Nature 1999, 401, 150— 152. Общие сведения ↑ Прогресс в направлении рационально спроектированных химических молекулярных роторов вращения Росс Келли, Заолу Кай, Фехми Дамкаци, Срелеза Паникер, Бин Ти, Саймон Бушел, Иван Корнелла, Метью Пижо, Ричард Сайливс, Марта Каверо, Яджин Зао и Сергей Ясмин 2007, 129, 376— 386. Общие сведения ↑ Управляемые светом однонаправленные молекулярные роторы Нагатоши Коимура, Роберт Зижлстра, Ричард Ван Делден, Нобиюки Харада, Бен Ферига Журнал Nature 1999, 401, 152— 155. Общие сведения ↑ Осуществление настройки вращательных движений в светоуправляемых однонаправленных молекулярных роторах Явин Викарио, Мартин Вэлко, Айк Миитсма и Бен Феринга, 2006, 128, 5127 -5135. Общие сведения ↑ Движение моторизованных наномашин Ян Францис Мирин, Ясиширо Шираи и Джеймс; 2006, 8, 1713 — 1716. Graphical Общие сведения ↑ P. Král and T. Seideman, Current-induced rotation of helical molecular wires, J. Chem. Phys. 2005, 123, 184702. Abstract ↑ B. Wang, L. Vukovic and P. Král, Nanoscale rotary motors driven by electron tunneling, Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 186808. Abstract
Скачать презентацию МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МОТОРЫ Работу выполнила Мухаметшина Эллина Группа 1201
молекулярные моторы.ppt