The tiniest Lego: a tale of nanoscale motors, rotors, switches and pumps

Peplow, Mark

doi:10.1038/525018a

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“…Based on the flood of reviews [24-27, 58, 63, 89, 118, 121] and feature articles, [147,148] not to mention remarkable, high-profile papers [43,53,56,61,87,88,94,108,112,128,135,136,144,146] and news & views, [95,129,137,145] that have surfaced in the scientific literature which enjoyg lamour status duringt he past couple of years, research into wholly synthetic molecular machines appearst o have reached at ippingp oint. If this point in the rise of molecular machines [24,25] has indeed been reached, then the questions which arise are what next and where next?T he latter question is the easier of the two to answer:i ft he history of science tells us anything, it is that applications which find their way into our everyday lives are ap rerequisite for the recognition of an ew field of science.…”

Section: Reflectionsmentioning

confidence: 99%

Wholly Synthetic Molecular Machines

2016

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The past quarter of a century has witnessed an increasing engagement on the part of physicists and chemists in the design and synthesis of molecular machines de novo. This minireview traces the development of artificial molecular machines from their prototypes in the form of shuttles and switches to their emergence as motors and pumps where supplies of energy in the form of chemical fuel, electrochemical potential and light activation become a minimum requirement for them to function away from equilibrium. The challenge facing this rapidly growing community of scientists and engineers today is one of putting wholly synthetic molecules to work, both individually and as collections. Here, we highlight some of the recent conceptual and practical advances relating to the operation of wholly synthetic rotary and linear motors.

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Section: Reflectionsmentioning

confidence: 99%

Wholly Synthetic Molecular Machines

2016

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“…26 Atualmente já é possível ver uma aplicação comercial das má-quinas moleculares no mundo macro. Em 2001, Ito e colaboradores sintetizaram um hidrogel contendo rotaxanos nos pontos de ligação entre as cadeias poliméricas.…”

Section: Perspectivasunclassified

O Prêmio Nobel De Química Em 2016: Máquinas Moleculares

Feu¹,

Assis²,

Nagendra³

et al. 2017

Quim. Nova

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Recebido em 16/11/2016; aceito em 08/12/2016; publicado na web em 31/01/2017 THE NOBEL PRIZE IN CHEMISTRY 2016: MOLECULAR MACHINES. The Nobel Prize in Chemistry 2016 was granted to Jean-Pierre Sauvage, Sir James F. Stoddart and Bernard (Ben) L. Feringa. These scientists were responsible for the creation and development of molecular machines. The development of such systems represents a breakthrough in the field of supramolecular chemistry, nanotechnology and organic synthesis. This article aims to bring simple and objective information to the scientific community about the work of these three researchers.Keywords: molecular machines, Nobel Prize 2016, nanotechnology, organic synthesis, supramolecular chemistry. INTRODUÇÃOA Academia Real Sueca de Ciências laureou os cientistas JeanPierre Sauvage, Sir James Fraser Stoddart e Bernard L. Feringa com o prêmio Nobel de Química em 2016 "pelo design e síntese das máquinas moleculares".Em nosso dia a dia, estamos acostumados a utilizar diversos tipos de máquinas para nos ajudar em tarefas dos mais variados tipos, algumas tão simples como a preparação de um café e outras extremamente complexas como a linha de montagem de um automóvel. O design e construção de novas maquinarias é algo que está fortemente associado ao desenvolvimento tecnológico e científico e, como resultado, vem trazendo mais conforto e recursos para a nossa sociedade. O conceito de construir máquinas moleculares é bastante recente e a construção efetiva do que se considera máquinas moleculares ocorreu a cerca de 25 anos atrás. 1 Uma das maiores influências e inspirações para construção de má-quinas moleculares veio do físico Richard Feynman, também laureado com o prêmio Nobel de Física em 1965. Em sua famosa palestra para a reunião anual da Sociedade Americana de Física no ano de 1959, cujo título era "There's plenty of room at the bottom" que, em tradução livre para a língua portuguesa podemos entender como "Ainda há muito espaço lá no fundo", Feynman queria transmitir a idéia que ainda havia muito espaço para ser explorado no interior dos átomos, apontando claramente para um novo caminho para o desenvolvimento da ciência e tecnologia da época e, de forma particular, no que se configurou nos anos seguintes como a área de nanociência e nanotecnologia, com a perspectiva inclusive de construção de máquinas moleculares, apontada por Drexler em seu livro "Engines of Creation". 2 Quando se pensa na construção de uma máquina é necessário dispor de várias peças. O funcionamento adequado desta máquina depende de como os seus componentes respondem uns aos outros quando há um estímulo externo de energia, ou seja, quando a máquina é ligada. Muitas das máquinas com as quais estamos acostumados têm seu funcionamento baseado em movimentos de seus componentes internos. Saber como controlar esses movimentos para que a máquina possa desempenhar de forma correta a sua função é algo fundamental para os projetistas e engenheiros.Construir máquinas em nível molecular possui os mesmos desafios (e outros mais!) para os químico...

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“…Several supramolecular nanodevices of increasing chemical complexity have been described in the recent years for applications ranging from controlled release of a therapeutic cargo6, signal transduction78 and sensing9.…”

mentioning

confidence: 99%

Antibody-powered nucleic acid release using a DNA-based nanomachine

et al. 2017

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A wide range of molecular devices with nanoscale dimensions have been recently designed to perform a variety of functions in response to specific molecular inputs. Only limited examples, however, utilize antibodies as regulatory inputs. In response to this, here we report the rational design of a modular DNA-based nanomachine that can reversibly load and release a molecular cargo on binding to a specific antibody. We show here that, by using three different antigens (including one relevant to HIV), it is possible to design different DNA nanomachines regulated by their targeting antibody in a rapid, versatile and highly specific manner. The antibody-powered DNA nanomachines we have developed here may thus be useful in applications like controlled drug-release, point-of-care diagnostics and in vivo imaging.

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The tiniest Lego: a tale of nanoscale motors, rotors, switches and pumps

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Wholly Synthetic Molecular Machines

O Prêmio Nobel De Química Em 2016: Máquinas Moleculares

Antibody-powered nucleic acid release using a DNA-based nanomachine

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