Moleküler motorlar, insan yapımı küçük makinelerdir. Bu moleküller, ışık enerjisi kullanarak çalışır ve hala araştırmacıların keşiflerine açıktır. Geçmişte keşfedilenlerin yanı sıra yeni keşfedilen ışık yayan moleküler motorlar, bilimsel araştırmalarda büyük bir ilerleme kaydetmeyi mümkün kılmaktadır.
Işık Yayan Moleküler Motorlar ve Yeni Keşifler
Moleküler Motorların İlk Keşfi ve Sınırları
Dönen parçalara sahip olan moleküler motorlar, ilk olarak 1999 yılında keşfedilmiştir. Ancak bu küçük makinelerin görünür hale getirilmesi oldukça zordur. Çünkü moleküler motorlar genellikle ışıktan aldıkları enerjiyi kullanarak çalışır ve görünür hale gelmek için de ışık yayan özelliklere sahip olmaları gerekir. Ancak ışıkla ilgili iki ayrı fonksiyonu aynı molekülde bir araya getirmek oldukça zordur. Bu nedenle moleküler motorların görünür hale getirilmesi konusunda büyük sınırlar vardır.
Nobel Ödülü Sahibi Prof. Dr. Bernard Feringa’nın Araştırmaları
2016 yılında Nobel Kimya Ödülü’nü kazanan Prof. Dr. Bernard Feringa, moleküler motorların ilk keşfi için büyük bir katkı sağlamıştır. Ancak son zamanlarda, Feringa’nın araştırma grubundan iki üye, farklı yöntemlerle floresans yapan moleküler motorlar geliştirmeyi başarmıştır.
Floresans Yapan Moleküler Motorlar
Dr. Ryojun Toyoda tarafından geliştirilen bir moleküler motor, floresans yapan bir boya molekülü kullanılarak üretilmiştir. Bu motorun dönen kısmı ile boya molekülü, birbirlerine zıt konumlarda bulunarak birbirlerinden etkilenmelerini önler. Motor, ışıktan aldığı enerji ile çalışırken, boya molekülü de aynı enerjinin bir kısmını absorbe ederek bir süre sonra floresans yapar ve bu sayede moleküler motor görünür hale gelir.
Bu yöntem, moleküler motorların kolaylıkla takip edilebilir olmasını sağlamıştır. Bu durum, bu küçük makinelerin nasıl çalıştığı ve canlı dokular içinde nasıl hareket ettikleri hakkında daha fazla bilgi edinmemizi sağlayarak bilimsel araştırmalarda büyük bir ilerleme kaydetmeyi mümkün kılmaktadır.
Kızılötesi Işığa Duyarlı Moleküler Motorlar
Dr. Lukas Pfeifer tarafından geliştirilen diğer bir moleküler motor ise kızılötesi ışığa duyarlı bir “anten” kullanılarak üretilmiştir. Bu motor, anten görevi gören molekülün iki ayrı enerji seviyesinden yararlanır. Molekül, bir enerji seviyesine uyarıldığında sahip olduğu fazla enerjiyi motora aktarırken, diğer enerji seviyesine uyarıldığında floresans yapar. Bu sayede moleküler motor hem dönmeye devam eder hem de ışık yayar.
Işık Yayan Moleküler Motorların Geleceği
Moleküler motorların ışık yayan özellikleri, araştırmacılara büyük bir imkan sunmaktadır. Bu özellik sayesinde, moleküler motorların canlı dokular içinde nasıl hareket ettiklerini daha iyi anlamamız ve ilaçların hedef noktaya taşınmasında kullanılması gibi birçok alanda ilerleme kaydetmemiz mümkün olabilir. Bu nedenle, ışık yayan moleküler motorlar hakkındaki araştırmaların önümüzdeki dönemde de devam etmesi beklenmektedir.
Bu Bilgiler Bizi Nereye Götürüyor?
Işık yayan moleküler motorlar, bilim ve teknoloji alanında büyük bir ilerleme kaydetmemizi mümkün kılan önemli keşiflerdir. Gelecekte bu küçük makinelerin daha da geliştirilmesi ve kullanılmasıyla birlikte, yeni ve heyecan verici alanlarda çalışmalar yapılması beklenmektedir.
Kaynaklar:
- Toyoda, Ryojun ve ark., “Synergistic interplay between photoisomerization and photoluminescence in a light-driven rotary molecular motor“, Nature Communications, Cilt 13, Makale No: 5765, 2022.
- Pfeiffer, Lukas, ve ark., “Dual Function Artificial Molecular Motors Performing Rotation and Photoluminescence“, Science Advances, Cilt 8, Makale No: eadd0410, 2022.