Unidirectional rotary motion in a metal–organic framework

分子马达 旋转(数学) 材料科学 绕固定轴旋转 热的 金属有机骨架 纳米尺度 纳米技术 物理 计算机科学 化学 经典力学 吸附 气象学 人工智能 有机化学
作者
Wojciech Danowski,Thomas Van Leeuwen,Shaghayegh Abdolahzadeh,Diederik Roke,Wesley R. Browne,Sander J. Wezenberg,Ben L. Feringa
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:14 (5): 488-494 被引量:195
标识
DOI:10.1038/s41565-019-0401-6
摘要

Overcrowded alkene-based light-driven molecular motors are able to perform large-amplitude repetitive unidirectional rotations. Their behaviour is well understood in solution. However, Brownian motion precludes the precise positioning at the nanoscale needed to harness cooperative action. Here, we demonstrate molecular motors organized in crystalline metal-organic frameworks (MOFs). The motor unit becomes a part of the organic linker (or strut), and its spatial arrangement is elucidated through powder and single-crystal X-ray analyses and polarized optical and Raman microscopies. We confirm that the light-driven unidirectional rotation of the motor units is retained in the MOF framework and that the motors can operate in the solid state with similar rotary speed (rate of thermal helix inversion) to that in solution. These 'moto-MOFs' could in the future be used to control dynamic function in crystalline materials.
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