Applicazioni Macchine Molecolari

Presentazione sul tema: "Applicazioni Macchine Molecolari"— Transcript della presentazione:

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

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 distesa le due corone coordinano ognuna ioni di piccole dimensioni (Na, Li) Nella forma ripiegata le due corone coordinano un unico ione di dimensioni maggiori (K) Applicazione: controlla la velocità di trasporto di ioni attraverso membrane, ed il rilascio di catalizzatori

3 Gli ingranaggi molecolari
Pseudorotassano Rotassano Catenano 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) Esempio: sfilamento di uno pseudorotassano.

5 Il catenano nei due stati
Il numero di coordinazione del Cu dipende dal suo stato di ossidazione. E’ possibile ossidare per via fotochimica lo ione rame da Cu+ a Cu2+. E’ possibile ruotare a piacimento un anello in un catenano.

6 Il computer molecolare
Il freno molecolare Il computer molecolare 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. Elementi di memoria delle dimensioni di 1nm: prestazioni molto superiori a quelle dei computer attualmente in uso.

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