Ученые из США, Японии и Франции синтезировали и охарактеризовали хиральные молекулярные пропеллеры, способные вращаться предпочтительно в одну сторону, соответствующую направлению закручивания лопастей. Исследователям удалось привести лопасти в движение, воздействуя как электрическим полем с помощью сканирующего туннельного микроскопа, так и механически — подтолкнув их зондом.

Работа опубликована в журнале Nature Communications.

С момента получения Жан-Пьером Соважем, Фрейзером Стоддартом и Бернардом Ферингом Нобелевской премии за проектирование и синтез молекулярных машин в 2016 году ученые создали множество различных молекулярных роторов, моторов, узлов и других подвижных конструкций из молекул (и даже устроили гонки молекулярных машин).

Одним из интересных представителей подобных молекул являются молекулярные пропеллеры. В природе они, например, помогают передвигаться некоторым бактериям или отвечают за транспорт внутри клетки. В отличие от природных, искусственные пропеллеры оказываются способными к работе в более жестких условиях. Однако часто, когда подвижные молекулы помещают на поверхность, адсорбция значительно снижает эффективность работы молекулярных машин.

Юань Чжан (Yuan Zhang) с коллегами из Аргоннской национальной лаборатории в США разработали и протестировали хиральный молекулярный пропеллер, способный удерживаться на поверхности металла и крутить лопасти в заданном направлении. Запуск вращения и его визуализацию обеспечивали с помощью сканирующего туннельного микроскопа.