Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Widget Atas Posting

Motor Molekuler Supercepat sedang Dirancang oleh Para Ilmuwan dari University of Groningen

Superfast Motor Molecular. (credit : Thomas Jansen, University of Groningen)
Motor molekuler yang digerakkan oleh cahaya telah ada selama lebih dari 20 tahun. Motor ini biasanya membutuhkan waktu mikrodetik hingga nanodetik untuk satu putaran. Thomas Jansen, seorang profesor fisika di Universitas Groningen, dan mahasiswa Master Atreya Majumdar kini telah merancang motor molekuler yang bahkan lebih cepat. 

Desain baru ini digerakkan oleh cahaya saja dan dapat membuat putaran penuh dalam picoseconds menggunakan kekuatan satu foton. Jansen mengatakan, "Kami telah mengembangkan desain out-of-the-box baru untuk molekul motor yang jauh lebih cepat." Desainnya diterbitkan pada tanggal 7 Juni dalam The Journal of Physical Chemistry Letters.

Desain molekul motor baru dimulai dengan proyek di mana Jansen ingin memahami lanskap energi kromofor yang tereksitasi. "Kromofor ini dapat menarik atau menolak satu sama lain. Saya bertanya-tanya apakah kita bisa menggunakan ini untuk membuat mereka melakukan sesuatu," jelas Jansen. Dia memberikan proyek itu kepada Atreya Majumdar, yang saat itu menjadi mahasiswa tahun pertama di program gelar Master Top di Nanoscience di Groningen. Majumdar mensimulasikan interaksi antara dua kromofor yang dihubungkan untuk membentuk satu molekul.

Menurut Majumdar, mengatakan bahwa "Satu foton akan membangkitkan kedua kromofor secara bersamaan, menciptakan dipol yang membuatnya saling tolak." Tetapi karena mereka saling menempel, dihubungkan oleh sumbu ikatan rangkap tiga, kedua bagian saling mendorong di sekitar sumbu. "Selama gerakan ini, mereka mulai menarik satu sama lain." Bersama-sama, ini menghasilkan rotasi penuh, yang dihasilkan oleh energi cahaya dan komunikasi elektrostatik antara dua kromofor.

Motor molekuler penggerak cahaya asli dikembangkan oleh rekan Jansen Ben Feringa, profesor kimia organik di Universitas Groningen dan penerima Hadiah Nobel Kimia 2016. Motor ini membuat satu putaran dalam empat langkah. Dua langkah digerakkan oleh cahaya dan dua langkah digerakkan oleh panas. "Langkah panas membatasi laju," jelas Jansen. "Molekul harus menunggu fluktuasi energi panas untuk mendorongnya ke langkah berikutnya."

Sebaliknya, dalam desain baru, rotasi sepenuhnya menurun dari keadaan tereksitasi. Karena hukum dinamika kuantum, satu foton menggairahkan kedua kromofor secara bersamaan, jadi tidak ada hambatan besar untuk membatasi kecepatan rotasi, yang karenanya dua hingga tiga kali lipat lebih besar daripada motor Feringa klasik.

Semua ini masih teoritis, berdasarkan perhitungan dan simulasi. "Membangun salah satu motor ini tidak sepele," kata Jansen. Kromofor banyak digunakan tetapi sedikit rapuh. Membuat sumbu ikatan rangkap tiga juga tidak mudah. Jansen mengharapkan seseorang akan mencoba membangun molekul organik ini sekarang setelah sifat-sifatnya telah dijelaskan. Dan bukan satu molekul spesifik yang memiliki sifat ini, tambah Majumdar: "Kami telah membuat panduan umum untuk desain motor molekuler jenis ini."

Jansen mengatakan ada beberapa aplikasi potensial: Mereka mungkin digunakan untuk memberi kekuatan pada pengiriman obat atau memindahkan objek berskala nano di permukaan, atau mereka mungkin digunakan dalam aplikasi nanoteknologi lainnya. Dan kecepatan rotasi jauh di atas rata-rata proses biofisik, sehingga dapat digunakan untuk mengontrol proses biologis. Dalam simulasi, motor dipasang pada permukaan tetapi juga akan berputar dalam larutan. Jansen mengatakan, "Ini akan membutuhkan banyak rekayasa dan penyesuaian untuk mewujudkan motor ini, tetapi cetak biru kami akan menghadirkan motor molekuler tipe baru".
Heri MS
Heri MS Blogger Influencer dari Kuningan yang suka dengan dunia IT, Data Technology, website dan senang bereksplorasi tentang Ipteks. Semoga artikel saya ini bisa antik, otentik, asyik, unik dan menarik.

Posting Komentar untuk "Motor Molekuler Supercepat sedang Dirancang oleh Para Ilmuwan dari University of Groningen"