Élet és Tudomány, 2009. július-december (64. évfolyam, 27-52. szám)
2009-07-03 / 27. szám
Uj, fenymeghajtasu nanomotor f I UNIVERSITY of UFI FLORIDA A napraforgo viragai kovetik a Nap egi mozgasat. Az embereknek azonban a feny mozgassa alakitasahoz bonyolult atteteleket kell alkalmazni: szokasosan a feny energiajat elobb elektromos vagy hoenergiava kell atalakitani, amellyel aztan meghajthatjuk a gepezetek mozgo alkatreszeit. Most a Floridai Egyetem kémikusai egy olyan eszkozt epitettek, amely a fényt kozvetlenul mozgassa alakitja át — igaz nagyon paranyi meretekben, a meter milliardod reszet kitevo nanometeres tartomanyban. A Nano Lettersben megjelent cikkben leírt molekularis nanomotort kozvetlenül fotonok (a fény kvantumai) mukodtetik. Bár ez nem az elso ilyen nanomeretu szerkezet, annyiban mindenkeppen elso a maga nemeben, hogy szerkezete roppant egyszeruen, mindössze egyetlen fajta molekulabol (DNS) epül fel - ám eppen ez az egyszeruseg sokiranyu, a felhasznalas celja szerinti tovabbi fejlesztest tesz lehetove, mondta el Huaizhi Kang, a kutatocsoport egyik tagja. A nanomotor mérete paranyi, osszehozott (vagy zart) állapotaban mindössze 2-5 nanometer, míg megnyult állapotában 10—12 nanometer hosszu. Jollehet a szamítások szerint a fényenergiát a napelemeknél sokkal hatekonyabban hasznositja, a parányi méretek miatt azonban ez annak megfeleloen kis teljesitményt jelent. Ez azonban nem feltétlenül jelenti a lehetséges jovobeli alkalmazasok korlatját. Az eljovendo evekre tervezett fejlesztesek soran a kutatok szerint a nanomotor egyik alapveto elemeve valhat olyan mikroszkopikus szerkezeteknek, amelyek felhasznalhatok a bakteriumok es vírusok elleni küzdelemben, illetve az elo szervezetben kepesek lehetnek külonfele sejthibak javítasara. Ez persze tobbfele elkepzeles osszehangolasat igenyli, ám annyi bizonyos, hogy minden ilyen celti paranyi szerkezetnek szüksege lesz valamilyen energiaforrasra. Mivel DNS-bol epül fel, a nanomotor eleve biokompatibilis, azaz nem kell a szervezet immunreakcioitol tartani. Tovabbi elonye, hogy mas hagyomanyos energiaforrasokkal ellentetben, mikodese soran semmifele karos mellektermeket, szennyezoanyagot nem termel. A nanomotort felepito DNS-molekulahoz a kutatok fényre erzekeny azobenzol-molekulát kapcsoltak: amikor az azobenzol egy nagy energiaju (ultraibolya) fotont nyel el, és terszerkezete ugy valtozik, hogy a DNS-molekula hosszában megnyúlik — a fotont kibocsátva pedig visszaáll az eredeti allapot, a DNS elernyed. A paranyi szerkezet mukodesenek lathatova tetelehez a kutatok a nanomotor felso vegehez egy fluorofor (fenykibocsato) molekulat, a masikhoz pedig egy fenyerzekelot csatoltak, igy nyomon tudtak kovetni a kibocsatott feny intenzitasanak valtozasat, ami egyertelmu kapcsolatba hozhato a motor mozgasaval. A nagyobb meretek vilagaban torteno felhasznalas termeszetesen egyelore csupan a tavoli jovo igerete. A kutatok azonban elvben nem latjak akadalyat annak, hogy tobb millioszor milliard ilyen paranyi nanomotor mukodeset koherensen osszehangolva mar nagyobb skalan is erzekelheto teljesitmenyt erjenek el. Mint azt Weihong Tan, az egyetem biokemiaprofesszora, a kutatocsoport vezetoje elmondta, a teljesen egyforma elemek sokasaganak mukodeset szinkronizalni realis celkituzes, s ennek reven a paranyi egyedi teljesitmeny megsokszorozhato - máris dolgoznak olyan, a szerkezethez illesztheto kapcsolok kifejlesztesen, amelyekkel ez megvalosithato. Forras:news.ufl.edu/2009/06/04/ sun-nanomotor/ Az egyik hozzank legkozelebb eso oriasgalaxis, az M87 kozeppontjaban levo szupernagy tomegu fekete lyuk tomeget egy szuperszamitogepen lefuttatott modellszamitas alapjan az eddigi becsleseknel két-haromszor nagyobbnak, mintegy 6,4 milliard Nap-tomegunek talalta ket kutato. Karl Gebhardt (Texasi Egyetem, Austin) és Jens Thomas (Max Planck Feldon Emvüli Fizikai Intezet) az Astrophysical Journalben nyaron megjeleno cikkükben ennek alapjan azt feltetelezik, hogy mas kozponti fekete lyukak tömege is hasonlo aranyban lehet nagyobb, ami egyfelol valtoztatasokat kovetelhet a galaxisok fejlodesenek elmeleti modelljeiben, masfelol viszont megoldhat egy regota ismert csillagaszati paradoxont. A galaxisok kialakulasanak es fejlodesenek modellezesehez, megertesehez a csillagaszoknak eloszor is nehany adatot kell pontosan ismer- A fekete lyukak nehezebbek mint gondoltak megnyulnak (fantaziakep) ‡ £ NZ O DC ( M) ¡ Elet es TudomAny « 2009/27 ■ 835 A TUDOMANY UJ EREDMENYEI