Fluorescent label verraadt beweging bij kamertemperatuur

In Houston, Texas, worden moleculen op vier wieltjes geproduceerd die bij kamertemperatuur uit zichzelf gaan rijden. Dat melden onderzoekers van Rice University in het tijdschrift ACS Nano. Tot nu toe dachten ze dat hun autootjes pas bij 200 graden Celsius in beweging kwamen.

‘This year’s model isn’t your father’s nanocar. It runs cool’, zo vatten de persvoorlichters van de universiteit het treffend samen.

De moniomoleculaire nano-autootjes werden in 2005 voor het eerst gepresenteerd door hoogleraar James Tour. Sindsdien hebben hij en zijn medewerkers er duchtig verder aan gesleuteld. Zo werd er een ‘motortje’ aan gehangen in de vorm van een moleculaire staart die werkt als een soort scheprad En omdat de buckyballs, die oorspronkelijk als wielen dienden, teveel lichtenergie absorbeerden, werden ze vervangen door carboranen (koolstof-boorclusters).

De nieuwste verbetering, bedacht door Tours collega Stephan Link, is de toevoeging van tetramethylrhodamine-isothiocyanaat. Dit is een fluorescent molecuul dat het mogelijk maakt om de beweging van de autootjes onder een lichtmicroscoop te volgen, en te filmen. Tot nu toe was men daarvoor aangewezen op een scanning-tunnelingmicroscoop (STM). Voorwaarde daarvoor was dat de autootjes op een geleidend (goud-)oppervlak werde geplaatst, terwijl je onder de gewone microscoop gewoon een glasplaatje kunt gebruiken.

Toen de onderzoekers een paar proefopnames maakten, ontdekten ze tot hun eigen verrassing dat de autootjes bij kamertemperatuur bewogen, met een gemiddelde snelheid van 4,1 nanometer per seconde. De onderzoekers zijn er vrijwel zeker van dat ze ook echt rollen op hun wieltjes. Om het te testen hebben ze een proefmodel gebouwd met slechts drie wieltjes die niet parallel stonden. Dat kwam inderdaad niet van z’n plaats

De volgende uitdaging wordt het bouwen van een autootje dat niet willekeurig beweegt maar zich een bepaalde kant op laat sturen. Link overweegt om het met zes wielen te proberen, en zo het rijgedrag van een rupsvoertuig te benaderen.

bron: Rice University