Molekyylirobotti ja lego-hiukkasia

Manchesterin yliopiston tutkijat ovat luoneet maailman ensimmäisen molekyylirobotin, joka kykenee rakentamaan muita molekyylejä.

Nämä pienet robotit ovat miljoonasosa millimetrin kokoisia. Silti se kykenee manipuloimaan yhtä molekyyliä ja koostuu itse vain 150:stä hiili-, vety-, happi- ja typpiatomista.

Robotit toimivat tekemällä kemiallisia reaktioita erikoisliuoksissa. Robotti reagoi sarjaan yksinkertaisia komentoja, joita ohjaavat tutkijoiden tekemät kemialliset muutokset liuoksessa.

New Yorkin yliopiston kemian osastolla on luotu eräänlaisia hiukkasmaisia lego-palikoita. Niiden toteuttama itsekokoonpano on samanlainen kuin atomisilla kiteillä niiden kerääntyessä atomirakennelohkoksi.

Tutkijoiden mukaan tällaisella kolloidisella itsekokoonpanolla on mahdollisuudet mullistaa 3D-tulostus. Se paitsi vähentää printattujen arkkitehtuurien kokoa, mutta myös antaa mahdollisuuden tulostaa toiminnallisia arkkitehtuureja. Sillä voisi tulostaa auton, joka on murto-osa millimetristä ja joka voisi jonain päivänä ajaa, uskovat tutkijat.

Hiukkasten kokoisten rakennelohkojen suora manipulointi on vaikea. Tehokkaampi lähestymistapa on kopioida luonnon valmistusmenetelmää eli itsekokoonpanoa. Tämä edellyttää kuitenkin kykyä suunnitella ja valmistaa hiukkaspalikoita, jotka tietävät mitä tehdä ja minne mennä.

Princetonin tutkijat ovat puolestaan löytäneet bakteerimolekyylin, joka kykenee muuttamaan kokoonpanoaan lämmön vaikutuksesta.

Löytö liittyy molekyylien luokkaan, jossa molekyylin pitkä häntäosa työntyy rengasosan läpi. Tällainen rotaanirakenne tekee niistä mahdollisia molekyylikoneiden rakentamisen ehdokkaita.

Jatkossa tutkijat selvittävät, voidaanko näitä nanorakenteita käyttää molekyylisten elektronisten laitteiden ja antureiden rakentamiseen. Niitä voidaan käyttää esimerkiksi lämpöantureina, jotka osoittaisivat, että lämpöherkkien materiaalien, kuten lääkepakkaus on altistunut lämmölle.

Aiheesta aiemmin:

Grafeenista elektrodit molekyylielektroniikalle

Molekylaarinen Wankel-moottori