Las moléculas blandas depositadas sobre superficies metálicas fueron conducidas usando un microscopio de efecto túnel (STM) sin tirarlas o empujarlas mecánicamente, pero induciendo excitaciones inelásticas con la corriente de efecto túnel.

En la nanociencia, en comparación con las moléculas rígidas, es difícil controlar el movimiento de las moléculas blandas debido a su flexibilidad. En particular, solo una parte de las moléculas blandas es adecuada para absorber la energía de la corriente de túneles que debería usarse para inducir el movimiento, y no los cambios conformacionales de las moléculas.
Una colaboración liderada por Waka Nakanishi y Katsuhiko Ariga en WPI-MANA ​​y We-hyo Soe y Christian Joachim en GNS y WPI-MANA ​​Satellite, CEMES-CNRS en Toulouse diseñó, sintetizó y caracterizó una molécula conformacionalmente flexible que consta de dos paletas (paddles) binaftilinas montadas en un simple chasis de fenilo. Los modos de vibración de las paletas laterales pueden explotarse para inducir el movimiento de la molécula en una superficie Au (111) utilizando efectos de túnel inelásticos STM. La molécula tiene dos configuraciones diferentes no planas en solución que retiene cuando se absorbe en la superficie. Sin embargo, en la superficie metálica es posible cambiar moléculas, de una en una, a una configuración plana utilizando un protocolo específico de manipulación mecánica STM. La configuración plana es la más interesante para este trabajo, ya que solo las moléculas planas pueden moverse de forma controlable en la superficie mediante excitaciones locales de STM. Una vez que asumen esta configuración, las moléculas son razonablemente estables en la superficie.
Las moléculas en la configuración plana se caracterizaron para determinar las manchas en las que se deberían inyectar electrones para hacer que se muevan en la superficie sin empujarlos mecánicamente. De hecho, dependiendo de la ubicación en la que la corriente del túnel entra en la molécula, puede asumir una configuración no plana (diferente de la original) en lugar de moverse. Si la corriente se aplica en el lugar correcto, la molécula puede moverse de forma controlada. La caracterización experimental de las moléculas se complementó con simulaciones de dinámica molecular y cálculos de la teoría funcional de la densidad, que ayudaron a descubrir la energía de las moléculas. En abril de 2017, tuvo lugar una "nanocarrera", en la que varias máquinas moleculares sintetizadas por grupos de todo el mundo compitieron con el objetivo de cubrir una distancia establecida sobre una superficie de oro en el mínimo tiempo posible, impulsado por puntas STM. La molécula presentada en este documento es uno de los vehículos que participaron en la carrera.

Referencia
Soe, W.-H., Shirai, Y., Durand, C., Yonamine, Y., Minami, K., Bouju, X., Kolmer, M., Ariga, K., Joachim, C. y Nakanishi, W. Conformation Manipulation and Motion of a Double Paddle Molecule on an Au(111) Surface. ACS Nano 11, 10357-10365 (2017).

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