Motory molekularne napędzane światłem słonecznym

06 07 2026

Publikacja w prestiżowym czasopiśmie Journal of the American Chemical Society, której współautorem jest dr inż. Wojciech Danowski z Zespołu Badawczego Fizyczna Chemia Organiczna, opisuje nową strategię projektowania wysoce wydajnych motorów molekularnych.

Motory molekularne to jedne z najbardziej zaawansowanych przykładów maszyn molekularnych — cząsteczek zdolnych do wykonywania kontrolowanego ruchu pod wpływem bodźców zewnętrznych. Szczególne znaczenie mają układy napędzane światłem, ponieważ umożliwiają zdalne, precyzyjne i nieinwazyjne sterowanie ruchem na poziomie pojedynczych cząsteczek. Takie systemy są intensywnie badane jako elementy przyszłych materiałów adaptacyjnych, nanotechnologii oraz dynamicznych układów molekularnych.

W opublikowanej pracy autorzy przedstawili strategię inżynierii molekularnej pozwalającą otrzymać bibliotekę motorów molekularnych pierwszej generacji o wysokiej wydajności kwantowej fotoizomeryzacji i zróżnicowanej funkcjonalności. Kluczowym założeniem było wykorzystanie reakcji chemicznych umożliwiających modyfikację klasycznego szkieletu motoru molekularnego na późnym etapie syntezy, co pozwoliło na systematyczne zbadanie, w jaki sposób subtelne zmiany strukturalne wpływają na właściwości fotochemiczne, możliwości funkcjonalizacji oraz szybkość rotacji tych układów.

Badania wykazały, że odpowiednio dobrane grupy funkcyjne pozwalają precyzyjnie regulować działanie motorów molekularnych. Szczególnie istotnym wynikiem było wskazanie para-formylacji jako skutecznej zasady projektowej prowadzącej do znacznego zwiększenia fotoefektywności tych układów. Otrzymane motory wykazują bardzo wysoką czułość na światło słoneczne zarówno w roztworze, jak i po wprowadzeniu do matrycy polimerowej.

Wyniki otwierają nowe możliwości projektowania wysokowydajnych motorów molekularnych o zadanych funkcjach, które mogą znaleźć zastosowanie w nowoczesnych materiałach reagujących na światło. Praca poszerza syntetyczny „zestaw narzędzi” chemii maszyn molekularnych i wskazuje praktyczne kierunki dalszego projektowania układów zdolnych do efektywnego działania pod wpływem naturalnego oświetlenia.

Junxu Ren, Daisy R. S. Pooler, Heng Guo, Yuyang Tu, Wojciech Danowski, Fan Xu, Ben L. Feringa, Jinyu Sheng, “Engineering Highly Photoefficient and Function-Tunable Molecular Rotary Motors toward Sunlight Responsiveness”, Journal of the American Chemical Society, 2026, DOI: 10.1021/jacs.6c05225.

Badania zostały wykonane dzięki wsparciu finansowym m.in.: z Narodowej Agencji Wymiany Akademickiej w ramach grantu Polskie Powroty (BPN/PPO/2023/1/00014) i z Narodowego Centrum Nauki w ramach grantu Komponent Badawczy (2024/03/1/ST5/00003).

Wpis na stronie głównej UW: https://www.uw.edu.pl/motory-napedzane-swiatlem/