Исследователи Университета Гронингена в Нидерландах добились значительных успехов в разработке более эффективных молекулярных двигателей, приводимых в движение световой энергией. Результаты их работы опубликованы в авторитетном научном журнале Nature Chemistry.
Несмотря на то, что концепция световых молекулярных двигателей была впервые предложена почти четверть века назад, до недавнего времени их практическое применение серьезно ограничивалось крайне низкой эффективностью — лишь около 2% поглощаемых молекулами фотонов приводили к их эффективному движению. Для преодоления данного барьера исследователи модифицировали молекулярную структуру, добавив к ней функциональную альдегидную группу.
С использованием передовых методов лазерной спектроскопии и квантово-химического моделирования ученым удалось детально картировать пути электронной релаксации в модифицированных молекулах, что позволило получить глубокое понимание механизмов работы молекулярных двигателей. Предложенная модификация не только значительно повысила их эффективность, но также обеспечила более согласованное и синхронизированное вращение за счет синхронизации четырех этапов циклического процесса.
Помимо повышения эффективности, добавление альдегидной группы также привело к сдвигу спектра поглощения молекул в сторону более длинноволнового диапазона. Поскольку длинноволновое излучение обладает лучшей проникающей способностью в плотных средах, такие молекулярные двигатели могут найти применение в медицинских технологиях, материаловедении и других областях, где требуется взаимодействие с объемными или биологическими объектами.
В целом, разработанные ученым Университета Гронингена усовершенствованные молекулярные двигатели, управляемые светом, демонстрируют значительный прогресс в направлении практической реализации концепции молекулярных машин и открывают новые возможности для их широкого применения в различных сферах науки и технологий.
