Molekulární stroj

Molekulární stroj nebo nanostroj je nanotechnologie, jejímž principem je vytváření miniaturních strojů ve formě mechanicky spojených molekul (na rozdíl od typického spojení chemickou vazbou). Tyto stroje o velikosti jednotek nanometrů jsou pak poháněny světlem[1] nebo jinými zdroji energie (elektřinou, rentgenovým nebo ultrafialovým zářením).[2]

Historie, podoba a využití

Již na počátku 80. let 20. století vytvořil Jean-Pierre Sauvage tzv. katenany, zřetězené dvojice molekul ve tvaru kruhu, vzájemně provlečené a spojené čistě mechanicky, nikoli pevnější kovalentní vazbou.[2][3] Ačkoli první umělý molekulární stroj byl vytvořen již v roce 1991 (Fraser Stoddart vytvořil tzv. rotaxany, jakési otáčející se kroužky molekul, a na tomto principu pak postavil molekulární výtah, sval a miniaturní počítačový čip) a v roce 1999 Ben Feringa vyrobil první umělý molekulární motor, technologie se stále nachází v počáteční fázi vývoje.[3] Dosud vyrobené umělé stroje mají podobu různých přepínačů, vah, pinzet, motorů, výtahů apod.; v roce 2005 bylo vytvořeno dokonce „nanoautíčko“ z atomů uhlíku.[4] Za vývoj molekulárních strojů obdržela trojice Sauvage, Stoddart a Feringa v roce 2016 Nobelovu cenu za chemii.

Kromě umělých strojů existují také biologické molekulární stroje, které lze běžně nalézt v přírodě a z nichž nejsložitější se nacházejí v buňkách ve formě proteinových komplexů – například různé molekulární motory (myosin, kinezin, dynein) nebo ATP syntáza. K dalším strojům tohoto typu patří DNA a RNA polymerázy, spliceozom nebo ribozom. Tyto stroje a jejich činnost jsou mnohem komplexnější než jakýkoli dosud vyrobený umělý molekulární stroj.

Uplatnění nanostrojů se očekává zejména v nanomedicíně. Typickou myšlenkou je využití nanorobotů při léčbě nádorů (přenosem léčiv přímo do nemocných buněk), toto řešení však přesahuje současné technologické možnosti.[5]

Odkazy

Reference

  1. ↑ Nobelovu cenu za chemii získal výzkum "molekulárních strojů". Týden.cz [online]. 2016-10-05 [cit. 2020-10-25]. Dostupné online. 
  2. ↑ a b Nanostroje jsou budoucností medicíny. Jejich spolutvůrce je představil v ČT. ČT24 [online]. 2018-10-15 [cit. 2020-10-25]. Dostupné online. 
  3. ↑ a b BOBŮRKOVÁ, Eva. Nobelova cena 2016 za chemii: Molekuly strojem. Autem. Výtahem. Vesmir.cz [online]. 2016-10-05 [cit. 2020-10-25]. Dostupné online. 
  4. ↑ Vědci vymysleli autíčko na převoz molekul. iDNES.cz [online]. 2005-11-04 [cit. 2020-10-25]. Dostupné online. 
  5. ↑ LOUKOTA, Ladislav. Molekulární motory umějí vyvrtat díru do rakovinových buněk. ZoomMagazin.iPrima.cz [online]. 2017-09-20 [cit. 2020-10-25]. Dostupné online. 

Literatura

  • BAXOVÁ, Katarína; VEĽAS, Lukáš; PLÁŠEK, Jaromír. Molekulární stroje. Pokroky matematiky, fyziky a astronomie. 2017, roč. 62, čís. 3, s. 171–184. Dostupné online [cit. 2020-10-25]. 

Externí odkazy