Thread Content
Moleküler makine nedir? Fudan Üniversitesi Kimya Bölümü’nden Profesör Li Zhan Ting’e göre, basitçe söylemek gerekirse moleküler makine, moleküler düzeyde, bir veya birkaç molekülün hareketi aracılığıyla makroskopik bir makinenin hareketini sağlayan yapıdır. Li Zhan Ting, ilk ödül sahibi Profesör Jean-Pierre Sauvage’in danışmanının 1987 yılında “supramoleküler kimya” alanında Nobel Kimya Ödülü kazandığını anlattı. Profesör Jean-Pierre Sauvage’in bu alandaki katkısı, moleküler makinelerin geliştirilmesi alanında çalışmalar yürüten ilk kişi olmasıdır. 1983 yılında, koordinasyon etkisiyle süpermoleküler yapılar oluşturarak iki halka şeklindeki molekülü başarıyla birleştirip bir zincir meydana getirdi. Bir makinenin görevleri yerine getirebilmesi için, bileşenleri arasında göreceli hareket yeteneği olmalıdır ve bu birbirine kenetlenmiş halka şeklindeki moleküller tam da bu gereksinimi karşılar. Doğu Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Kimya ve Moleküler Mühendisliği Fakültesi profesörü ve Çin Bilimler Akademisi üyesi Tian He, 1991 yılında Amerikalı kimyager Stoddart’ın ilk kez “moleküler kılavuz” kavramını ortaya attığını belirtti. Bu kavrama göre, sert bir çubuk şeklindeki molekülün üzerine bir moleküler halka – rotenan – yerleştirilir ve bu moleküler halka, molekül çubuğu üzerinde ileri geri hareket edebilir. “Enerji verildikten sonra, moleküler makinenin çeşitli modülleri, tanıdığımız makinelerde olduğu gibi göreceli hareketler gerçekleştirir. Üçüncü ödül sahibi Profesör Bernard L. Feringa ise moleküler motorları keşfeden ilk kişi olup, ışıkla kontrol edilen tek moleküllü motorlar alanında öncü çalışmalar yapmıştır. Tian He’nin açıklamasına göre, Ferlinga tarafından sentezlenen şey bir “moleküler motor”dur; bu motorun sabit bir tabanı vardır ve tabanın üst kısmında bulunan moleküller 360 derece dönebilir; bu da onu makroskopik dünyadaki mekanik motorlara benzetir. 1999 yılında, moleküler döner kanatları geliştirdi. Moleküler motor kullanarak, motordan 10.000 kat daha büyük olan bir bardağı başarıyla döndürdü. “Bu yıl Nobel Kimya Ödülü’nü kazanan üç bilim insanı, farklı durumlarda olan üç tür moleküler makine geliştirdi. Onların öncü çalışmaları, insanlığa moleküllerin malzeme olarak kullanılarak mikro dünyada makineler tasarlanıp inşa edilebileceğini gösterdi. ”Tian He dedi. Moleküler makinelerin anlamı ve uygulama değeri nedir? Moleküler makinelerin ortaya çıkışının anlamı ve uygulama değeri nedir? Tian He, canlılardaki birçok faaliyetin aslında moleküler makinelerin çalışması sayesinde gerçekleştiğini söyledi. Bilim insanları, hücre bölünmesi, DNA replikasyonu, madde taşınımı, kas kasılması gibi yaşamsal süreçleri inceleyerek moleküler seviyeye kadar indiğinde, bunların hepsinin birçok moleküler makinenin çalışması sonucu ortaya çıktığını keşfettiler. Bu nedenle, kimyagerler yaşam bilimcileriyle iş birliği yaparak moleküler makineler tasarlayıp sentezleyerek çeşitli yaşamsal olayları simüle edebilirler. Moleküler makineler ayrıca bilgi depolamak ve harika “moleküler bilgisayarlar” oluşturmak için de kullanılabilir. 2007 yılında Stodart, ekibiyle birlikte bilgiyi son derece yüksek yoğunlukta saklayabilen bir moleküler çip geliştirdi; bu çipin depolama yoğunluğu 2020 yılındaki silikon tabanlı çiplerin seviyesine ulaştı. Huadong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Kimya ve Moleküler Mühendisliği Fakültesi profesörü Qu Dahui, silikon tabanlı çiplerdeki bilgi depolama yoğunluğunun Moore yasasına tabi olduğunu (fiyatlar sabit kaldığında, entegre devrelerde yer alabilecek bileşen sayısı ve performansının her 18–24 ayda bir ikiye katlandığı) ancak bu yasanın gelişim açısından bir sınıra ulaştığını, moleküler çiplerin ise moleküler ölçekte bilgi depolaması sağlayabildiği için Moore yasasına uymadığını ve böylece depolama yoğunluğu açısından silikon tabanlı çipleri büyük ölçüde geride bıraktığını açıkladı. Nobel Ödülü Değerlendirme Kurulu, moleküler makinelerin şu an kavramsal uygulama aşamasında olduğunu belirtti. “Moleküler makinelerin” henüz gerçek bir uygulaması olmamakla birlikte, gelecekte insan hayatını nasıl değiştireceği merak konusu Verilere göre, daha hassas hastalık tespiti, ilaç taşınımı, çok yüksek yoğunluklu bilgi depolama, enerji depolama, yeni malzemeler, sensörler gibi birçok alanda kullanılması bekleniyor ve uygulama olanakları sınırsız