Synthetic molecular motor
ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಆಣ್ವಿಕ ಮೋಟರ್ಗಳು ಶಕ್ತಿಯ ಇನ್ಪುಟ್ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ನಿರಂತರ ದಿಕ್ಕಿನ ತಿರುಗುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆಣ್ವಿಕ ಯಂತ್ರಗಳಾಗಿವೆ. "ಮಾಲಿಕ್ಯುಲರ್ ಮೋಟಾರ್" ಎಂಬ ಪದವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ ಚಲನೆಯನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುವ ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಅನ್ನು ಉಲ್ಲೇಖಿಸುತ್ತದೆಯಾದರೂ (ಪ್ರೋಟೀನ್ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಮೂಲಕ), ಕೆಲವು ಗುಂಪುಗಳು ಜೈವಿಕವಲ್ಲದ, ಪೆಪ್ಟೈಡ್ ಅಲ್ಲದ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಮೋಟರ್ಗಳನ್ನು ಉಲ್ಲೇಖಿಸುವಾಗ ಈ ಪದವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಅನೇಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಅಂತಹ ಆಣ್ವಿಕ ಮೋಟರ್ಗಳ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಮೋಟರ್ನ ಮೂಲಭೂತ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳು ಪುನರಾವರ್ತಿತ 360° ಚಲನೆ, ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಏಕ ದಿಕ್ಕಿನ ತಿರುಗುವಿಕೆ. ಈ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಎರಡು ಪ್ರಯತ್ನಗಳು, ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಬೋಸ್ಟನ್ ಕಾಲೇಜಿನ ಡಾ. ಟಿ. ರಾಸ್ ಕೆಲ್ಲಿಯವರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಚಾಲಿತ ಮೋಟಾರು ಮತ್ತು ಬೆನ್ ಫೆರಿಂಗ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳ ಬೆಳಕಿನ ಚಾಲಿತ ಮೋಟಾರು, 1999 ರಲ್ಲಿ ನೇಚರ್ ಪತ್ರಿಕೆಯ ಅದೇ ಸಂಚಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾದವು. 2020 ರ ಹೊತ್ತಿಗೆ, ಪರಮಾಣುಶಾಸ್ತ್ರದ ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕ ನಿಖರವಾದ ಆಣ್ವಿಕ ಯಂತ್ರವು ನಾಲ್ಕು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ರೋಟರ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಚಾಲಿತ ರೋಟರಿ ಆಣ್ವಿಕ ಮೋಟರ್ಗಳು ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಚಾಲಿತ ರೋಟರಿ ಆಣ್ವಿಕ ಮೋಟರ್ಗೆ ಮೂಲಮಾದರಿಯ ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆಯನ್ನು ಕೆಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು 1999ರಲ್ಲಿ ವರದಿ ಮಾಡಿದರು. ಅವುಗಳ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಮೂರು-ಬ್ಲೇಡೆಡ್ ಟ್ರಿಪ್ಟಿಸೀನ್ ರೋಟರ್ ಮತ್ತು ಹೆಲೀಸೀನ್ನಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಮತ್ತು ಏಕ ದಿಕ್ಕಿನ 120° ತಿರುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಆವರ್ತನವು ಐದು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಟ್ರಿಪ್ಟಿಸೀನ್ ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಅಮೈನ್ ಗುಂಪನ್ನು ಫಾಸ್ಜೀನ್ (ಎ) ನೊಂದಿಗೆ ಸಾಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಐಸೊಸೈನೇಟ್ ಗುಂಪಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೇಂದ್ರ ಬಂಧದ ಸುತ್ತ ಉಷ್ಣ ಅಥವಾ ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತ ತಿರುಗುವಿಕೆಯು ಐಸೊಸೈನೇಟ್ ಗುಂಪನ್ನು ಹೆಲೀಸೀನ್ ಭಾಗ (ಬಿ) ನಲ್ಲಿರುವ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಲ್ ಗುಂಪಿನ ಸಾಮೀಪ್ಯಕ್ಕೆ ತರುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಈ ಎರಡು ಗುಂಪುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ (ಸಿ). ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಒತ್ತಡಕ್ಕೊಳಗಾದ ಆವರ್ತಕ ಯುರೇಥೇನ್ ಆಗಿ ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ಮೂಲ ಸ್ಥಿತಿಗಿಂತ ತಿರುಗುವ ಶಕ್ತಿಯ ತಡೆಗೋಡೆಗೆ ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಟ್ರಿಪ್ಟಿಸೀನ್ ಭಾಗವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ತಿರುಗಿಸಲು ಈ ತಡೆಗೋಡೆಯನ್ನು ಜಯಿಸಲು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ ಉಷ್ಣ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಒತ್ತಡವನ್ನು (ಡಿ) ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಯುರೇಥೇನ್ ಗುಂಪಿನ ಸೀಳು ಅಣುವಿನ (ಇ) ಅಮೈನ್ ಮತ್ತು ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಪುನಃಸ್ಥಾಪಿಸುತ್ತದೆ. ಘಟನೆಗಳ ಈ ಅನುಕ್ರಮದ ಫಲಿತಾಂಶವು ಹೆಲೀಸೀನ್ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಟ್ರಿಪ್ಟಿಸೀನ್ ಭಾಗವು ಏಕ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ 120° ತಿರುಗುವಿಕೆಯಾಗಿದೆ. ಟ್ರಿಪ್ಟಿಸಿನ್ ರೋಟರ್ನ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಮುಂದಕ್ಕೆ ಅಥವಾ ಹಿಂದಕ್ಕೆ ತಿರುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಲಿಸಿನ್ ಭಾಗವು ತಡೆಯುತ್ತದೆ, ಇದು ರಾಟ್ಚೆಟ್ನ ಪಾಲಿನಂತೆಯೇ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಏಕದಿಕ್ಕುತನವು ಹೆಲೀಸೀನ್ ಅಂಶದ ಅಸಮಪಾರ್ಶ್ವದ ವಕ್ರತೆ ಮತ್ತು ಸಿ ಯಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ ಆವರ್ತಕ ಯುರೇಥೇನ್ನ ಒತ್ತಡ ಎರಡರಿಂದಲೂ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಡಿ ಯಲ್ಲಿ ಟ್ರಿಪ್ಟಿಸೀನ್ ರೋಟರ್ನ ಪ್ರದಕ್ಷಿಣಾಕಾರದ ತಿರುಗುವಿಕೆಯಿಂದ ಮಾತ್ರ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು, ಏಕೆಂದರೆ ಎರಡೂ ಅಪ್ರದಕ್ಷಿಣಾಕಾರದ ತಿರುಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಡಿ ನ ವಿಲೋಮ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕೂಲವಾಗಿದೆ. ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ದಿಕ್ಕಿನ ಆದ್ಯತೆಯನ್ನು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಂಪುಗಳ ಸ್ಥಾನಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಲೀಸೀನ್ನ ಆಕಾರ ಎರಡರಿಂದಲೂ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ಬಾಹ್ಯ ಅಂಶಗಳಿಂದ ನಿರ್ದೇಶಿಸಲ್ಪಡುವ ಬದಲು ಅಣುವಿನ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳ ಮೋಟಾರು ನಿಯಂತ್ರಿತ, ಏಕ ದಿಕ್ಕಿನ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಚಲನೆಯನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸಲು ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಳಸಬಹುದು ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಒಂದು ಸೊಗಸಾದ ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಹಲವಾರು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುವ ಸಲುವಾಗಿ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಎಟಿಪಿ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಇದು ಗಂಭೀರ ನ್ಯೂನತೆಯಿಂದ ಬಳಲುತ್ತಿದೆಃ 120° ತಿರುಗುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಘಟನೆಗಳ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ ಕೆಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುವ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಹುಡುಕಿದರು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಈ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸಬಹುದು. ದುರದೃಷ್ಟವಶಾತ್, ಈ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ಅವರ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಯೋಜನೆಯನ್ನು ಕೈಬಿಡಲಾಗಿದೆ. 2016 ರಲ್ಲಿ ಡೇವಿಡ್ ಲೇಘ್ ಅವರ ಗುಂಪು ಮೊದಲ ಸ್ವಾಯತ್ತ ರಾಸಾಯನಿಕ-ಇಂಧನ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಆಣ್ವಿಕ ಮೋಟರ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ. ಸಿಂಥೆಟಿಕ್ ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಚಾಲಿತ ರೋಟರಿ ಆಣ್ವಿಕ ಮೋಟರ್ಗಳ ಇತರ ಕೆಲವು ಉದಾಹರಣೆಗಳು, ಇವೆಲ್ಲವೂ ಕಾರಕಗಳ ಅನುಕ್ರಮ ಸೇರ್ಪಡೆಯಿಂದ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ವರದಿಯಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಕೈರಲ್ ಕಾರಕಗಳ ಬಳಕೆಯಿಂದ ರೇಸ್ಮಿಕ್ ಬಯಾರಿಲ್ ಲ್ಯಾಕ್ಟೋನ್ನ ಸ್ಟೀರಿಯೋಸೆಲೆಕ್ಟಿವ್ ರಿಂಗ್ ಓಪನಿಂಗ್ ಬಳಕೆಯೂ ಸೇರಿದೆ, ಇದು ಒಂದು ಆರಿಲ್ನ 90° ತಿರುಗುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಬ್ರಾಂಚಾಡ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು, ನಂತರ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ರಿಂಗ್ ಕ್ಲೋಸಿಂಗ್ ಹಂತವನ್ನು, ಪುನರಾವರ್ತಿಸಲಾಗದ 180° ತಿರುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು ಎಂದು ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಫೆರಿಂಗ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ತಮ್ಮ ಅಣುವಿನ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿದರು, ಅದು ಪುನರಾವರ್ತನೀಯವಾಗಿ 360° ತಿರುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು. ಈ ಆಣ್ವಿಕ ಮೋಟರ್ನ ಪೂರ್ಣ ತಿರುಗುವಿಕೆಯು ನಾಲ್ಕು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ವಿಲೋಮವು ಸಾಧ್ಯವಾದರೂ, ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಎ ಮತ್ತು ಸಿ ನಲ್ಲಿ ಆರಿಲ್ ಭಾಗವು ತಿರುಗುವುದನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬಿ ಮತ್ತು ಡಿ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಆರಿಲ್, ನಾಫ್ಥಲೀನ್ ಅನ್ನು ಹಾದುಹೋಗದಂತೆ ತಡೆಯುವ ಸ್ಟೆರಿಕ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳೊಂದಿಗೆ ನಾಫ್ಥಲೀನ್ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ತಿರುಗಬಹುದು. ಆವರ್ತಕ ಚಕ್ರವು ನಾಲ್ಕು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರೇರಿತ ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಇದು ಒಂದು ಹಂತವನ್ನು ಮುಂದಿನ ಹಂತಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಹಂತಗಳು 1 ಮತ್ತು 3 ಅಸಿಮ್ಮೆಟ್ರಿಕ್ ರಿಂಗ್ ಓಪನಿಂಗ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಆರಿಲ್ನ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ದಿಕ್ಕನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಕೈರಲ್ ಕಾರಕವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. 2 ಮತ್ತು 4ನೇ ಹಂತಗಳು ಫೀನಾಲ್ನ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ, ನಂತರ ರೆಜಿಯೋಸೆಲೆಕ್ಟಿವ್ ರಿಂಗ್ ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. 1999ರಲ್ಲಿ ನೆದರ್ಲೆಂಡ್ಸ್ನ ಗ್ರೋನಿಂಗನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಡಾ. ಬೆನ್ ಎಲ್. ಫೆರಿಂಗ ಅವರ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯವು ಏಕ-ದಿಕ್ಕಿನ ಆಣ್ವಿಕ ರೋಟರ್ನ ರಚನೆಯನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಿತು. ಅವುಗಳ 360° ಆಣ್ವಿಕ ಮೋಟಾರು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಅಕ್ಷೀಯ ಕೈರಲಿಟಿಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ಮತ್ತು ಎರಡು ಸ್ಟೀರಿಯೋಸೆಂಟರ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆಲ್ಕೀನ್ ಡಬಲ್ ಬಾಂಡ್ನಿಂದ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದ ಬಿಸ್-ಹೆಲೀಸೀನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಏಕ ದಿಕ್ಕಿನ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಒಂದು ಚಕ್ರವು 4 ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಹಂತಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಮೊದಲ ಹಂತವು ಟ್ರಾನ್ಸ್ (ಪಿ, ಪಿ) ಐಸೋಮರ್ 1 ಅನ್ನು ಸಿಸ್ (ಎಂ, ಎಂ) 2 ಗೆ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಎಂಡೋಥರ್ಮಿಕ್ ಫೋಟೋಐಸೋಮೆರೈಸೇಶನ್ ಆಗಿದ್ದು, ಅಲ್ಲಿ ಪಿ ಎಂದರೆ ಬಲಗೈ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಎಂ ಎಂದರೆ ಎಡಗೈ ಹೆಲಿಕ್ಸ್. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಎರಡು ಅಕ್ಷೀಯ ಮೀಥೈಲ್ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಎರಡು ಕಡಿಮೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಅನುಕೂಲಕರವಾದ ಸಮಭಾಜಕ ಮೀಥೈಲ್ ಗುಂಪುಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನವನ್ನು 20 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಈ ಮೀಥೈಲ್ ಗುಂಪುಗಳು ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ವಿಲೋಮದಲ್ಲಿ (ಪಿ, ಪಿ) ಸಿಸ್ ಅಕ್ಷೀಯ ಗುಂಪುಗಳಾಗಿ (3) ಹೊರಉಷ್ಣವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ. ಅಕ್ಷೀಯ ಐಸೋಮರ್ ಸಮಭಾಜಕ ಐಸೋಮರ್ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಹಿಮ್ಮುಖ ತಿರುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸಲಾಗಿದೆ. ಎರಡನೇ ಫೋಟೋಐಸೋಮೆರೈಸೇಶನ್ (ಪಿ, ಪಿ) ಸಿಸ್ 3 ಅನ್ನು (ಎಂ, ಎಂ) ಟ್ರಾನ್ಸ್ 4 ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತೆ ಸ್ಟೆರಿಕಲಿ ಪ್ರತಿಕೂಲವಾದ ಸಮಭಾಜಕ ಮೀಥೈಲ್ ಗುಂಪುಗಳ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ. 60° ಸೆಂಟಿಗ್ರೇಡ್ ಉಷ್ಣದ ಐಸೋಮೆರೈಸೇಶನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು 360° ಚಕ್ರವನ್ನು ಅಕ್ಷೀಯ ಸ್ಥಾನಗಳಿಗೆ ಹಿಂತಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣ ತಿರುಗುವಿಕೆಗೆ ದೀರ್ಘ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯವು ಜಯಿಸಬೇಕಾದ ಪ್ರಮುಖ ಅಡಚಣೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಜೈವಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಮೋಟಾರು ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ವೇಗಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗಿನ ಅತ್ಯಂತ ವೇಗದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಫ್ಲೋರೀನ್ ಕೆಳಭಾಗದ ಅರ್ಧಭಾಗದೊಂದಿಗೆ, ಥರ್ಮಲ್ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ವಿಲೋಮದ ಅರ್ಧ-ಜೀವಿತಾವಧಿಯು 0.005 ಸೆಕೆಂಡುಗಳು. ಈ ಸಂಯುಕ್ತವನ್ನು ಬಾರ್ಟನ್-ಕೆಲ್ಲಾಗ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಅದರ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಅತ್ಯಂತ ನಿಧಾನವಾದ ಹಂತವಾದ ಉಷ್ಣ ಪ್ರೇರಿತ ಹೆಲಿಕ್ಸ್-ವಿಲೋಮವು ಹೆಚ್ಚು ವೇಗವಾಗಿ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಂಬಲಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ದೊಡ್ಡ ಟರ್ಟ್-ಬ್ಯುಟೈಲ್ ಗುಂಪು ಮೀಥೈಲ್ ಗುಂಪನ್ನು ಬಳಸಿದಾಗ ಅಸ್ಥಿರ ಐಸೋಮರ್ ಅನ್ನು ಇನ್ನೂ ಕಡಿಮೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಅಸ್ಥಿರ ಐಸೋಮರ್ ಹೆಲಿಕ್ಸ್-ವಿಲೋಮಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸ್ಥಿತಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಅಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಅಣುಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಟೆರ್ಟ್-ಬ್ಯುಟೈಲ್ ಗುಂಪಿನ ಬದಲಿಗೆ ಮೀಥೈಲ್ ಗುಂಪಿನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯುಕ್ತದ ಅರ್ಧ-ಜೀವಿತಾವಧಿಯು 3.2 ನಿಮಿಷಗಳು ಎಂಬ ಅಂಶದಿಂದ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಫೆರಿಂಗ ತತ್ವವನ್ನು ಮೂಲಮಾದರಿಯ ನ್ಯಾನೋಕಾರ್ನಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಕಾರು ಒಲಿಗೋ (ಫಿನಿಲೀನ್ ಎಥಿನಿಲೀನ್) ಚಾಸಿಸ್ ಮತ್ತು ನಾಲ್ಕು ಕಾರ್ಬೊರೇನ್ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹೆಲೀಸೀನ್ನಿಂದ ಪಡೆದ ಎಂಜಿನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಟನಲಿಂಗ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಘನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಚಲಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ, ಆದರೂ ಇದನ್ನು ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ಗಮನಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ. ಮೋಟಾರು ಪೂರ್ಣ ಚಕ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ಮೋಟಾರು ಭಾಗದ ದ್ಯುತಿರಾಸಾಯನಿಕತೆಯನ್ನು ತಣಿಸುತ್ತವೆ. ಘನ ಮೇಲ್ಮೈಗಳಿಗೆ ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಿದಾಗ ಫೆರಿಂಗ ಮೋಟಾರುಗಳು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕೆಲವು ಫೆರಿಂಗ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಅಸಮಪಾರ್ಶ್ವದ ವೇಗವರ್ಧಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸಹ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗಿದೆ. 2016 ರಲ್ಲಿ, ಆಣ್ವಿಕ ಮೋಟರ್ಗಳ ಮೇಲಿನ ಕೆಲಸಕ್ಕಾಗಿ ಫೆರಿಂಗಾಗೆ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡಲಾಯಿತು. ಎನ್-ಬ್ಯುಟೈಲ್ ಮೀಥೈಲ್ ಸಲ್ಫೈಡ್ನ (ಸಿ5ಎಚ್12ಎಸ್) ಒಂದೇ ಅಣುವಿನಿಂದ ತಯಾರಿಸಿದ ಏಕ-ಅಣು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಲಿತ ಮೋಟರ್ನ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪ್ರದರ್ಶನವು ವರದಿಯಾಗಿದೆ. ಈ ಅಣುವನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಮೂಲಕ ತಾಮ್ರದ (111) ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕದ ತುಂಡುಗಳ ಮೇಲೆ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಣ್ವಿಕ ಯಂತ್ರ ಆಣ್ವಿಕ ಮೋಟರ್ಗಳು ಆಣ್ವಿಕ ಪ್ರೊಪೆಲ್ಲರ್ ನ್ಯಾನೊಮೋಟರ್ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ನ್ಯಾನೊತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಆಣ್ವಿಕ ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ.