나노카
Nanocar | |
| 이름 | |
|---|---|
| 우선 IUPAC 이름 74,16-비스5[(2,5-bis(데킬록시)-4-{(C-I60h)[5,6]풀레렌-1(9H)-일]에티닐)-4,10252,1352,1352,19-옥타키스5(데킬록시)-19,22H9,22H | |
| 식별자 | |
3D 모델(JSmol) | |
| 켐스파이더 | |
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| 특성. | |
| C430H274O12 | |
| 몰 질량 | 5632.769 |
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다. | |
이 나노카는 2005년 제임스 투어 교수가 이끄는 그룹이 라이스 대학에서 설계한 분자다.이름에도 불구하고 원래의 나노카에는 분자 모터가 없기 때문에 실제로는 자동차가 아닙니다.오히려 플라렌이 금속 표면에서 어떻게 움직이는지에 대한 질문에 답하기 위해 고안되었습니다. 구체적으로는, 플라렌이 구르거나 미끄러지거나(그들이 구르거나) 하는 것입니다.
그 분자는 바퀴 역할을 하기 위해 네 모서리에 플라렌 그룹이 붙어 있는 H자 모양의 '섀시'로 구성되어 있다.
금색 표면에 분산되면, 분자는 플라렌기를 통해 표면에 부착되고 주사 터널 현미경을 통해 검출된다.프레임 길이가 폭보다 조금 짧기 때문에 방향을 추측할 수 있습니다.
표면을 200°C로 가열하면 분자는 플라렌 "휠" 위에서 구를 때 앞뒤로 움직입니다.플라렌 휠이 탄소-탄소 단일 결합을 통해 알킨 "액슬"에 장착되기 때문에 나노카가 구를 수 있습니다.이웃한 탄소에 있는 수소는 자유 회전에 큰 장애가 되지 않는다.온도가 충분히 높으면, 4개의 탄소 결합이 회전하고 차는 굴러다닌다.때때로 분자가 회전함에 따라 이동 방향이 바뀝니다.롤링 작용은 Rice의 Kevin Kelly 교수에 의해 STM의 끝으로 분자를 당김으로써 확인되었습니다.
독립적인 초기 개념적 기여
분자 "팅커토이"로 만들어진 나노카 개념은 제5회 분자 나노기술 선견지명 회의에서 처음으로 가설화 되었다.[2]그 후, 확장판이 Annals of Improblemous [3]Research에 실렸다.이 논문들은 상향식 드렉슬러 나노 기술의 한계와 에릭 드렉슬러에 의해 발전된 기계학적 유추의 개념적 한계에 대한 근본적인 논쟁에 그다지 심각하지 않은 기여를 할 것으로 생각되었다.이 나노카 개념의 중요한 특징은 모든 분자 성분 팅커토이가 알려져 있고 합성된 분자라는 사실이었다(예: 스태판, 특히 철제 바퀴, 1995).e 구동 시스템은 철제 휠에 내장되어 있고 기판의 비균질 또는 시간 의존적 자기장에 의해 구동됩니다. 즉, "휠 내 엔진" 개념입니다.
나노드래그스터
세계에서 가장 작은 핫로드로 불리는 나노드래그스터는 분자 [1][4]나노카이다.이 디자인은 이전의 나노카 디자인보다 개선되었으며 분자 기계를 만들기 위한 단계입니다.이 이름은 나노카에 장착된 휠이 앞쪽에 더 작은 휠이 있는 짧은 차축과 뒤쪽에 더 큰 휠이 있는 더 큰 차축을 가지고 있기 때문에 드래그스터와 닮았다고 해서 붙여졌습니다.
이 나노카는 제임스 투어, 케빈 켈리 그리고 그 연구에 [5][6]참여한 다른 동료들에 의해 라이스 대학의 리차드 E. 스몰리 연구소에서 개발되었다.이전에 개발된 나노카(nanocar)는 3~4나노미터로, DNA 가닥을 조금[the width of?] 넘고 [7]사람의 머리카락보다 약 2만 배 얇았다.이러한 나노카는 카본 버키볼을 4륜으로 제작되었으며, 나노볼이 움직이려면 400°F(200°C)의 온도가 필요합니다.반면 p-카보란 바퀴를 이용한 나노카는 [8]굴러가 아니라 얼음 위를 미끄러지듯 움직인다.이러한 관측은 양쪽 바퀴 디자인을 가진 나노카 생산으로 이어졌다.
이 나노드래그스터는 사람의 머리카락보다 5만 배 얇고 최고 속도는 시간당 0.014mm(0.0006인치/시 또는 3.89−9×10m/s)[4][9][10]이다.뒷바퀴는 각각 60개의 탄소 원자로 구성된 구형 플라렌 분자, 즉 버키볼로 구성되어 있으며 매우 미세한 금층으로 이루어진 드래그 스트립에 끌립니다.이 디자인은 또한 Tour의 팀이 낮은 온도에서 장치를 작동할 수 있게 했다.
나노드래그스터와 다른 나노 기계들은 물품 운송에 사용하도록 설계되었다.이 기술은 컴퓨터 회로와 전자 부품을 제조하거나 인체 [11]내 의약품과 함께 사용될 수 있다.투어는 또한 나노카 연구를 통해 얻은 지식은 미래에 효율적인 촉매 시스템을 구축하는 데 도움이 될 것이라고 추측했다.
금속 표면에서 4륜 분자의 전기 구동 방향 운동
Kudernac et al.은 4개의 전동식 "휠"을 가진 특수 설계된 분자를 설명했다.구리 표면에 분자를 퇴적시키고 주사 터널링 현미경의 전자로부터 충분한 에너지를 제공함으로써 그들은 표면을 가로질러 같은 방향으로 계속 이동할 수 있는 최초의 단일 분자가 되는 자동차와 같은 특정한 방향으로 분자의 일부를 구동할 수 있었다.비탄성 전자 터널링은 로터의 구조 변화를 유도하고 분자를 구리 표면으로 밀어냅니다.개별 모터 유닛의 회전운동 방향을 바꿈으로써 자기추진 분자 '4륜차' 구조는 랜덤 또는 선호적으로 선형 궤적을 따를 수 있다.이 설계는 보다 정교한 분자 기계 시스템을 탐색하기 위한 출발점을 제공하며,[12] 아마도 운동 방향을 완전히 제어할 수 있을 것입니다.이 전기 구동 나노카는 그로닝겐 대학의 화학자 버나드 L.의 감독하에 만들어졌습니다. 2016년 나노모터에 대한 선구적인 연구로 장 피에르 수바지, J. 프레이저 스토다트와 [13]함께 노벨 화학상을 수상한 페링가.
모터 나노카
합성 분자 모터를 갖춘 미래 나노카가 장 프랑수아 모린 외 [14]연구진에 의해 개발되었습니다.카보레인 휠과 경동력 헬리센 합성 분자 모터가 장착되어 있습니다.모터 부분이 용액에서 단방향 회전을 보였지만, 표면에서 빛이 움직이는 움직임은 아직 관찰되지 않았다.물과 다른 액체에서의 이동성은 또한 미래에 분자 프로펠러에 의해 실현될 수 있다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ a b c Shirai, Y.; et al. (2005). "Directional Control in Thermally Driven Single-Molecule Nanocars". Nano Lett. 5 (11): 2330–34. Bibcode:2005NanoL...5.2330S. doi:10.1021/nl051915k. PMID 16277478.
- ^ M T Michalewicz 나노카: Feyman의 꿈이 실현되거나 자동차 산업에 대한 궁극적인 도전입니다.출판물 요약.제5회 분자나노기술 선견지명회의, Palo Alto(1997년
- ^ M.T. Michalewicz Nano-cars: 버키볼 피라미드 건설 기술 활성화 2018-06-19년 웨이백 머신, Annals of Improbable Research, Vol.IV, 제3호 1998년 3월/4월
- ^ a b Hadhazy, Adam (Jan 19, 2010). "World's tiniest hot rod spurs nanotechnologies". NBC News. Retrieved 20 January 2010.
- ^ "Texas scientists develop 'nanodragster'". Nano Tech Now. Retrieved 2010-01-19.
- ^ Shirai, Y.; et al. (2005). "Directional Control in Thermally Driven Single-Molecule Nanocars". Nano Lett. 5 (11): 2330–34. Bibcode:2005NanoL...5.2330S. doi:10.1021/nl051915k. PMID 16277478.
- ^ "Previous Nanocar Specifications". The Future of Things. Archived from the original on 2007-07-14. Retrieved 2010-01-20.
- ^ "World's Smallest Hot Rod Made Using Nanotechnology". Live Science.
- ^ "'Nanodragster' Races Toward the Future of Molecular Machines". Science Daily. Retrieved 2010-01-19.
- ^ "'Nanodragster' races toward the future of molecular machines". Nano Techwire. Archived from the original on 2011-07-14. Retrieved 2010-01-20.
- ^ "New Model Nanocar on the Showroom Floor". The Future of Things. Archived from the original on 2007-07-14. Retrieved 2010-01-20.
- ^ Kudernac, Tibor; Ruangsupapichat, Nopporn; Parschau, Manfred; MacIá, Beatriz; Katsonis, Nathalie; Harutyunyan, Syuzanna R.; Ernst, Karl-Heinz; Feringa, Ben L. (2011). "Electrically driven directional motion of a four-wheeled molecule on a metal surface". Nature. 479 (7372): 208–11. Bibcode:2011Natur.479..208K. doi:10.1038/nature10587. PMID 22071765. S2CID 6175720.
- ^ 2016년 노벨 화학상은 장 피에르 소비지, 프레이저 스토다트 경, 베르나르 L.에게 공동 수여되었다.Feringa는 "분자 기계의 설계와 합성을 위한 것"이다.
- ^ Morin, Jean-François; Shirai, Yasuhiro; Tour, James M. (2006). "En route to a motorised nanocar". Org. Lett. 8 (8): 1713–16. doi:10.1021/ol060445d. PMID 16597148.
