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

Next