První krok k molekulárním strojům

Molekulární stroje mají neuvěřitelný potenciál. Jednou se dočkáme toho, že vypustíme nanoroboty na hromadu šrotu a za pár hodin nám z něj vznikne moderní auto, letadlo nebo jakákoliv věc, kterou si vymyslíme. Vědci učinili první reálný krok k této vizi – navrhli molekuly, které dokáží přesunovat velká množství kapalin.

Molekuly hýbou kapkami

Vědci navrhli a vytvořili takové umělé molekuly, které dovedou hýbat s kapalinou, která se na nich nachází. Dokáží takto "tlačit" kapky vody dijódu metanu do kopce o sklonu až 12°. Aby tradiční manipulační technika byla stejně výkonná, musela by být schopna přesouvat kilometr vysoké budovy.

Přesunu kapek dosáhli vědci tak, že speciální molekuly nanesli na zlatý podklad. Při osvícení ultrafialovým světlem se molekuly přestavily do jiné pozice, což výrazně změnilo povrchové napětí v oblasti kapky dotýkající se povrchu. Tisková zpráva neuvádí v jakém smyslu – zda k větší či menší smáčivosti. Kapka vody se potom přesunula asi o jeden milimetr. To je samozřejmě málo, ale když jde jeden milimetr, zřetězením postupu bude možné dosáhnout většího pohybu. Navíc si uvědomme, že hybatelem jsou molekuly o rozměrech několika set nanometrů.

Příčinou změny povrchového napětí má být ovlivnění Brownova pohybu molekul kapaliny, který je usměrněn podkladem, takže už není zcela náhodný. Přesněji řečeno; je ovlivněna pravděpodobnost srážek molekul v různých směrech, tak aby byl jeden směr pohybu preferovaný.

Neznáme detaily

Jak je pro tiskové zprávy zvykem, detaily nehýří. Chci se tedy domnívat, že onen pohyb kapek není jen jejich rozplácnutí, když se sníží povrchové napětí na styčné ploše s povrchem, ale že se jedná o kontrolovaný pohyb alespoň ve smyslu toho, že dokážeme kapku řídit dopředu a dozadu.

Umělé svaly a chytré materiály

Nabízí se široká škála využití. Mě ihned napadá oblíbená lab-on-a-chip (laboratoř na čipu), kde jsou objevy tohoto typu nutné k energeticky nenáročné dopravě mikroskopických objemů látek. Vědci doufají, že se vyrobené molekuly uplatní v umělých svalech jako nanomotory a že budou součástí chytrých materiálů, kde budou řídit jejich vodivost nebo viskozitu. Vize nastíněná v úvodu článku je s každým týdnem blíž skutečnosti.