أضواء على الأبحاث

آلية دوران جزيئي مبتكرة

  • Published online:

اكتشف فريق بحثي إمكانات جديدة لإحدى الآليات الجزيئية التي تصنع دورانًا مُحكَمًا عند التعرُّض للضوء. وخلال هذه الآلية، عندما ينطفئ الضوء، تؤدي الطاقة المختزنة في جزيئات تلتفّ حول نفسها، إلى فك هذا الالتفاف، ثم دفع الجزيئات إلى حركة التفافية من جديد، وهكذا دواليك، فيما يشبه اللعب الدوارة التي يلهو بها الأطفال.

واللعب الدوارة من الألعاب البسيطة التي تستخدم طاقة الحركة المرنة التي يصنعها خيط ملتف لتدوير قرص على نحو متكرّر في اتجاه معين، ثم في الاتجاه الآخر. وقد وجد نيكولاس جوزيبوني وفريقه البحثي من جامعة ستراسبورج بفرنسا أنه يمكن إدخال تعديل طفيف على جزيء، صمَّموه ليعمل كمحرّك، فيتصرف كاللعب الدوارة.

يتمتَّع هذا الجزيء قبل التفافه حول نفسه بـ"محور" مركزي يدور استجابةً للضوء، و"شريطين" طويلين مرنين يمتدان من أحد طرفي المحور إلى الطرف الآخر. وعندما يدور المحور استجابةً للضوء، تلتف الشرائط حوله. وفي هذا الالتفاف، تتمدَّد الشرائط، وهو ما يؤدِّي إلى بناء طاقة شد كافية لتوليد عدّة حركات التفافية متذبذبة، تنتج عندما ترتخي الشرائط في نهاية المطاف. وتجدر الإشارة إلى أن تقصير طول الشرائط يُعزّز طاقة الشد تلك ويزيد من قوة هذه الحركة الدوارة.

ويأمل الفريق البحثي في استخدام تلك الحركة الدوارة في تحويل الطاقة الضوئية إلى جهد ميكانيكي.

Nature 606, 436 (2022)