Российские школьники придумали молекулярный циферблат

Российские школьники придумали молекулярный циферблат

Школьники из Москвы, Казани и Нижнекамска разработали дизайн молекулярной машины, способной, подобно циферблату, переключаться между 12 различными состояниями. Необычное решение позволило участникам победить в Межрегиональном химическом турнире — крупнейшем командном соревновании по химии в России. Результаты опубликованы в группе турнира.

Молекулярные машины — сложные конструкции, состоящие из нескольких молекул, способные управляемо выполнять простейшие механические операции. Например, вращаться или перемещаться вдоль длинной цепочки атомов под действием внешних стимулов — химических реагентов, света или электричества. За их проектирование и синтез в 2016 году была вручена Нобелевская премия по химии. Одно из заданий прошедшего турнира состояло в разработке молекулярной машины, обладающей строго заданной функциональностью: она должна была циклически переключаться между 12 состояниями.

Роль стрелки играла линейная молекула, прикрепленная к ротору мотора — она жестко направлена в сторону от оси мотора. На ее конце располагается пиридиновый фрагмент, способный своим атомом азота «приклеиваться» к металлам. В качестве циферблата участники предложили олигомерное кольцо из 12 соединенных порфириновых циклов. В центре каждого порфиринового ядра школьники предложили поместить атом цинка — к нему и «приклеивалась» стрелка по ходу своего вращения. Хотя  решение и не описывает метод сборки структуры, многие члены жюри согласились с его работоспособностью.

Межрегиональный химический турнир сочетает в себе черты конференции и олимпиады. За несколько месяцев до турнира участникам выдается пакет задач, каждая из которых требует небольшого исследования. Команды готовят решения и затем очно защищают — при этом выступая как в роли докладчиков, так и оппонируя и рецензируя выступления других команд.

В 2017 году задания турнира были объединены тематикой «Химия и время». Помимо разработки дизайна молекулярной машины, участникам предлагалось запустить смену окраски в листьях путем химических воздействий, придумать двигатели внутреннего сгорания для планет с иным составом атмосферы, определить характеристики древнейших батареек и построить прибор, ускоряющий реакции с помощью электростатического поля.

В заключительном этапе турнира приняло участие 36 команд (более 200 человек) из 25 регионов России. Всего же на места в финале претендовало более 3200 школьников из России, Казахстана и Беларуси. Второе абсолютное место заняла команда из Кирова, третье — команда из московской школы №192. В число призеров вошли участники из Новосибирска, Москвы, Екатеринбурга, Тулы, Казани, Иркутска и Воронежа.

N+1

Похожие новости:
Ученые напрямую получили из углекислого газа молекулярный кислород
Химики из США продемонстрировали простой способ прямого образования из углекислого газа молекулярного водорода и атомарного углерода. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science. Молекулярный кислород и атомарный водород ученые получили при помощи действия на углекислый газ высокоэнергетического ультрафиолетового излучения ..
2014-10-04 2549 0 Технология
0
Японцы выпустили молекулярный поезд на рельсы из ДНК
Учёные из университета Киото научились отправлять миниатюрный молекулярный состав по разветвлённой сети рельсов из ДНК. Ранее японцы придумали, как заставить "мотор", состоящий всего из одной молекулы, двигаться по прямой. Теперь же исследователи из Страны восходящего солнца научились управлять движением ..
2012-01-25 1457 1 Технология
0
Украинские ученые придумали прототип электронного языка
Ученые из Киевского национального университета имени Шевченко (со второй аффилиацией в Институте нанотехнологий во французском городе Лион) представили концепцию искусственного электронного языка. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале ACS Applied Materials & Interfaces. Ученые придумали датчик, ..
2014-11-13 1102 0 Технология
3
Водородную энергетику сделают доступной бактерии
 Мечте человечества о безопасной и бесплатной энергии помогут осуществиться бактерии. Российские ученые придумали, как заменить платину при получении электричества из водорода. Драгоценный металл в этом процессе служит катализатором, но его стоимость сводит на нет все преимущества водородной энергетики.Источник: vesti.ru ..
2013-03-30 876 0 Технология
0
Паутину превратили в молекулярный динамометр
Американские биоинженеры разработали новый вид «молекулярного динамометра» из пептидной пружины на основе одного из белка пауков. Такой молекулярный прибор позволяет измерять механическое натяжение прямо внутри живой клетки, причем для этого достаточно просто наблюдать в микроскоп за характером ..
2016-02-15 675 0 Технология
0
Австралийцы придумали небоскреб из кубиков
Австралийская компания Elenberg Fraser и ее партнер Unitised Building придумали сборные модульные системы зданий, которые, как они утверждают, одинаково подходят для быстрого создания небоскреба, так как представляют собой современную дизайнерскую идею дома. В этом есть смысл, так как проект разбит ..
2013-05-9 1115 0 Технология
0
Инженеры придумали простой способ обессолить воду
Инженеры придумали простой способ обессолить воду с помощью батареи графитовых электродов, покрытых активированным углем. Метод не подходит для очень соленой морской воды, зато весьма эффективен при умеренной концентрации ионов. Работа опубликована в журнале The Journal of Physical ..
2012-06-10 1191 0 Технология
-1
Ученые придумали очищать воду ультрафиолетовыми лучами
Обработка воды ультрафиолетовыми лучами или посредством ультрафиолетовой мембраны признана одним из наиболее эффективных способов водоочистки. Технология обеззараживания воды с помощью ультрафиолета заключается в прохождении особых фотохимических реакций, в результате которых клетки микроорганизмов, находящихся в воде, серьезно ..
2012-04-19 1541 0 Технология
0
Микрочипы помогут следить за прогульщиками в школе
В Бразилии начали вшивать компьютерные чипы в школьную форму, чтобы следить за передвижением учеников и таким образом сократить количество прогулов.Микрочипы будут вшиты в школьные футболки 20 тысячам учащихся города Витория-да-Конкиста, расположенного в штате Баия на востоке страны.Родители будут ..
2012-03-23 1108 0 Технология
0
Медсестрам помогут роботы
В российских больницах раздачу лекарств скоро доверят отечественным роботам. Автоматизированный комплекс построили южно-уральские школьники. Механические устройства "Герасим" и "Степан" будут подбирать для каждого пациента набор лекарств, а "Емеля" будет развозить стаканчики по палатам. А чтобы никто ..
2012-05-16 1017 0 Технология
0
Учёные сконструировали молекулярный двигатель
По данным сайта EE Times, международный коллектив ученых сообщил в журнале Nature Nanotechnology о создании многокомпонентного молекулярного мотора, способного вращаться вперед и назад. Вращать индивидуальные молекулы удавалось и раньше, но данное устройство стало первым полноценным молекулярным двигателем, ..
2013-01-17 1443 0 Технология
0
В России появится центр разработки приборов для космоса
Компания «Российские космические системы» сформирует новый центр по разработке и изготовлению телеметрической и навигационной аппаратуры, а также интеллектуальных систем безопасности. Сообщается, что центр будет создан на основе филиала ОАО «ОРКК» — НИИ космического приборостроения» (НИИ КП) в рамках проводимой реформы ракетно-космической ..
2015-07-15 2612 0 Технология
0
Российские учёные создали концентраторы энергии
Российские и французские учёные придумали новый оптимальный способ разработки люминесцентных концентраторов солнечной энергии и уже создали образцы устройств, которые преобразуют световую энергию в электрическую наравне с лучшими мировыми образцами.Кто не слышал о растущих потребностях в альтернативных источниках энергии, ..
2012-09-17 1458 0 Технология
-1
В США изобрели саморасплавляющиеся электрические цепи
Ученые Технологического института Джорджии придумали метод, позволяющий создавать электрические цепи, которые расплавлялись бы через несколько часов работы. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nanoscale, краткое изложение приводит портал Gizmodo. Авторы использовали электронный микроскоп, ..
2015-09-30 908 0 Технология
-1
Энергетики придумали, как задействовать отопление летом
То, что зимой нас согревает, летом вполне способно дать прохладу. Так рассудили московские энергетики и придумали задействовать систему отопления летом, чтобы избавить горожан от жары и духоты. Охлаждённую воду, правда не удастся пустить в обычные батареи, что висят под окнами. Чтобы по системе ..
2013-04-5 1170 0 Технология
1