Macchine molecolari artificiali (continua)
- Una navetta azionata da energia chimica. Il movimento dell'anello di un rotassano lungo il filo (Fig. 3c) corrisponde, a livello molecolare, al movimento di una "navetta" (in inglese, "shuttle") lungo un binario. Un esempio di questo tipo è rappresentato dal rotassano (Fig. 5) formato dall'anello C e dal componente lineare D in cui sono presenti due unità distinte, D1 ed D2; la prima unità è costituita da un ammonio secondario, che può essere trasformato reversibilmente ad ammina
rimuovendo un
protone,
mentre la seconda è formata dalla stessa unità
eletton accettrice vista nell'esempio precedente.
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Queste unità rappresentano due potenziali "stazioni" per l'anello C,
dal momento che esso può interagire sia con
D1, grazie alla formazione di legami ad idrogeno, sia con D2,
dando un'interazione di tipo elettron donatore-accettore. Poiché il
primo tipo di interazione è più forte del secondo, l'anello si trova
inizialmente sulla stazione D1. Se, però, alla soluzione
contenente il rotassano viene aggiunta una base, l'unità ammonio D1
perde un
protone
(H+) e non può più formare legami ad idrogeno con l'anello.
Come conseguenza, l'anello C si sposta sulla stazione D2,
con la quale può dare interazioni donatore-accettore. Se, a questo punto,
si aggiunge alla soluzione un acido, si ricostituisce l'unità ammonio
D1 e l'anello torna su questa stazione. Il movimento alternato di C fra D1 e D2 (vedi fig. 6 animata) può essere ripetuto molte volte perché la reazione acido/base che lo governa è perfettamente reversibile. |
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Fig. 6: Animazione in formato avi. Per vederla posiziona la freccia del mouse sulla figura
o fai click sulla figura. (Credit: Gruppo di Fotochimica e Chimica Supramolecolare, Università di Bologna) |
L'unica limitazione deriva dal fatto che le successive aggiunte di base e di acido comportano la formazione di sostanze che, alla lunga, compromettono il funzionamento del sistema.
Recentemente sono stati anche riportati esempi di "shuttle" che operano per azione di stimoli luminosi.
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(Macchine molecolari artificiali - pagina 3 di 4)
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