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Approccio dallalto: limite tecnico raggiunto con le litografie Approccio dal basso: lingegneria atomica e le macchine molecolari Ipotesi di Feynmann: macchine.

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Presentazione sul tema: "Approccio dallalto: limite tecnico raggiunto con le litografie Approccio dal basso: lingegneria atomica e le macchine molecolari Ipotesi di Feynmann: macchine."— Transcript della presentazione:

1 Approccio dallalto: limite tecnico raggiunto con le litografie Approccio dal basso: lingegneria atomica e le macchine molecolari Ipotesi di Feynmann: macchine a reazioni fredde, in alternative alle reazioni calde dei motori a scoppio In analogia con le macchine a livello macroscopico si possono assemblare componenti molecolari con capacità specifiche in specie supramolecolari Alimentazione e interazione con loperatore: il duplice ruolo della luce Macchine Molecolari Applicazioni Riparare cellule malateRiparare cellule malate Decomporre sostanze nociveDecomporre sostanze nocive Elaborare informazioniElaborare informazioni Stivare o estrarre materialiStivare o estrarre materiali

2 Esempio: le pinze molecolari Gli eteri corona (molecole cicliche) coordinano ioni di metalli alcalini Gli azobenzeni subiscono per opera della luce una transizione trans-cis (disteso - piegato) Nella forma ripiegata le due corone coordinano un unico ione di dimensioni maggiori (K) Nella forma distesa le due corone coordinano ognuna ioni di piccole dimensioni (Na, Li) Applicazione: controlla la velocità di trasporto di ioni attraverso membrane, ed il rilascio di catalizzatori

3 Gli ingranaggi molecolari PseudorotassanoPseudorotassano RotassanoRotassano CatenanoCatenano Tecniche di assemblaggio: ricerca componenti complementari (scambio di elettroni, interazioni elettrostatiche deboli)

4 Il funzionamento delle macchine Come governare gli ingranaggi? Reazioni di ossidoriduzione indotte per via chimica o fotochimica (interazione accettore donore) Aggiunta di acidi o basi (interazione tramite legame H) Reazioni di ossidoriduzione indotte per via chimica o fotochimica (interazione accettore donore) Aggiunta di acidi o basi (interazione tramite legame H) Esempio: sfilamento di uno pseudorotassano.

5 Il catenano nei due stati Il numero di coordinazione del Cu dipende dal suo stato di ossidazione.Il numero di coordinazione del Cu dipende dal suo stato di ossidazione. E possibile ossidare per via fotochimica lo ione rame da Cu + a Cu 2+.E possibile ossidare per via fotochimica lo ione rame da Cu + a Cu 2+. E possibile ruotare a piacimento un anello in un catenano.

6 Il freno molecolare Il computer molecolare Due stati distinti e convertibili con impulsi di natura chimica, elettrica o luminosa.Due stati distinti e convertibili con impulsi di natura chimica, elettrica o luminosa. Sistema facilmente leggibile, poiché le proprietà spettroscopiche dei due stati variano drasticamente.Sistema facilmente leggibile, poiché le proprietà spettroscopiche dei due stati variano drasticamente. Elementi di memoria delle dimensioni di 1nm: prestazioni molto superiori a quelle dei computer attualmente in uso.Elementi di memoria delle dimensioni di 1nm: prestazioni molto superiori a quelle dei computer attualmente in uso.

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