Ingénieurs chimistes de la Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) à Munich, Allemagne, ont développé le premier moteur moléculaire qui permet un mouvement en forme de huit.

Les moteurs moléculaires convertissent l'énergie fournie de l'extérieur en mouvements directionnels et constituent donc une base importante pour les futures applications en nanotechnologie. Les premiers moteurs de ce type ont été développés à la fin des années 1990, et depuis lors, un nombre croissant de systèmes différents ont été mis en place. Un spécialiste dans ce domaine est le chimiste LMU Dr. Henry Dube, qui a maintenant réalisé une percée importante avec son doctorant Aaron Gerwien :Tel que rapporté par les scientifiques de la revue Communication Nature , ils ont réussi à développer un moteur moléculaire capable d'effectuer un mouvement auparavant impossible à atteindre sur une trajectoire en forme de huit.

Tous les moteurs moléculaires développés par Dube sont basés sur la même classe de molécules, les colorants dits hémithioindigo, que les scientifiques modifient chimiquement. Le mouvement se produit lorsque les moteurs tournent de différentes manières autour des liaisons chimiques au sein de la molécule. "Tous les moteurs moléculaires connus à ce jour, cependant, ne pouvaient se déplacer linéairement ou tourner en cercles, " dit Dube. Les scientifiques ont découvert le nouveau moteur lorsqu'ils ont inséré un groupe dit julolidine pour améliorer les propriétés de commutation de leurs moteurs. " A titre d'expérience, nous avons alors découvert que les modifications structurelles conduisent à ce mouvement complètement nouveau, " dit Dube. " Probablement parce que la julolidine est un très puissant donneur d'électrons. "

Tout à fait, le mouvement en forme de huit du nouveau moteur se déroule en quatre étapes alternant entre des rotations de liaison entraînées par la lumière et thermiquement. Dans ce contexte, les marches thermiques induisent une rotation dite hula-twist, ce qui provoque un changement structurel qui empêche le mouvement inverse. Un autre avantage du nouveau moteur est que les pas entraînés par la lumière peuvent être induits par la lumière verte, par exemple par irradiation à l'aide de LED vertes. La lumière verte est beaucoup moins riche en énergie que la lumière UV ou la lumière bleue, qui est utilisé pour alimenter la plupart des moteurs existants. La lumière verte a donc moins d'influence néfaste sur l'environnement du moteur qu'une lumière de plus haute énergie, lequel pourrait, par exemple, rompre les liaisons chimiques. Les scientifiques sont convaincus que leur nouveau système moteur élargira considérablement les possibilités des machines moléculaires et ouvrira de toutes nouvelles applications pour la nanotechnologie.