Motores moleculares biomiméticos. Diego Sampedro Ruiz Grupo de Fotoquímica Orgánica

Documentos relacionados
la NANOTECNOLOGÍA Suzel Baetas 1ºBach. A

MATERIAL DIDÁCTICO CON NUEVAS TECNOLOGÍAS DE LA MATERIA FISICA DE MATERIALES.

Dr. Ángel Pérez del Pino Grupo de Procesado Láser Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona, ICMAB - CSIC

Internet Electronic Journal Nanociencia et Moletrónica

La Química Orgánica es la parte de la química que estudia los Compuestos de Carbono

Una aproximación a la utilidad de la Ciencia NANOCIENCIA. La ciencia de lo pequeño

Unidad 1: El mundo material DPTO. BIOLOGÍA-GEOLOGÍA BELÉN RUIZ GONZÁLEZ

Tema 1- El hombre la energía y su historia.

2011 II TERMODINAMICA - I

TEST DE INFORMÁTICA GENERAL - NÚMERO 2

Los átomos constituyen la unidad básica de todos los materiales de ingeniería. La estructura de los átomos Están constituidos por las siguientes partí

Espectroscopía Clase integradora

ÍNDICE. Primera Unidad: MECANICA. Segunda Unidad: CALOR 1. MEDIDA Y MOVIMIENTO

PROGRAMACIÓN TECNOLOGÍA 2º DE E.S.O.

Recordando. Primer Modelo atómico (1900) Segundo Modelo atómico (1910) J. J. Thomson Budín de pasas. E. Rutherford Modelo planetario

Tabla de contenido: Que es Nanotecnología. Wikipedia enciclopedia libre, formación-colombia.univesiablogs.net 1

NANOMATERIALES BASADOS EN METALES. Miguel Monge

Orden de enlace = (4 2)/2 = 1 Todas las subcapas llenas. No tiene momento magnético neto. Diamagnética

Astrofísica del Sistema Solar. Atmósferas planetarias

Introduction a la termodinámica. M. Daniel Hernandez Dávila Febrero 2012

Elucidación Estructural de Biomoléculas utilizando Resonancia Magnética Nuclear

RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR

ESPECTROSCOPíA INFRARROJA

PREVENCIÓN, PREPARACIÓN Y RESPUESTA A EMERGENCIAS Y DESASTRES QUÍMICOS

AVANZARE INNOVACIÓN TECNOLÓGICA S.L.

Nanociencia y nanotecnología La revolución de lo muy pequeño. Institut de Ciència dels Materials Universitat de València

Física Mesoscópica. IX Curso de Iniciación a la investigación en Estructura de la Materia. Rafael A. Molina Fernández

Difracción con Rayos X

CURSO DE RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR

EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

Clase 4: Efecto de la atmósfera sobre la radiación solar

Micro y nanotecnología

Tema 7.- Principios de fotoquímica

Aspectos básicos y aplicaciones de una ciencia emergente.

BALANCE DE ENERGÍA. Diseño de Plantas Industriales Programa de Ingeniería Ambiental Facultad de Ciencias Ambientales

TEMAS SELECTOS DE FÍSICA CONTEMPORÁNEA. 1. Introducción a la mecánica cuántica Nanotecnología 18

Prefacio... ix COMO UTILIZAR ESTE LIBRO... 1 QUE ES LA QUIMICA... 2 EL METODO CIENTIFICO... 3 LAS RAMAS DE LA QUIMICA... 3

(298): MÁSTER UNIVERSITARIO EN ELECTROQUÍMICA, CIENCIA Y TECNOLOGÍA. PLAN

RADIACIÓN NO IONIZANTE:

La nanotecnología es una tecnología de fabricación emergente que permitirá de una forma muy barata agrupar átomos y moléculas, respetando siempre las

Teoría cuántica y la estructura electrónica de los átomos. Capítulo 7

INDICE

Capítulo 24. Emisión y absorción de la luz. Láser

INDICE Capitulo 1. Los Orígenes de la Química Capitulo 2. Sistemas de Medición Capitulo 3. Materia y Energía; Átomos y Moléculas

EXAMEN DE CAPACIDAD PROGRAMA DE POSGRADO EN QUÍMICA

COLEGIO MONTFERRI TALLER DE NIVELACIÓN

UNIVERSIDADES PÚBLICAS DE LA COMUNIDAD DE MADRID

ÍNDICE

SERVICIO DE APOYO A LA INVESTIGACIÓN (SAI) SECCIÓN UNIVERSITARIA DE INSTRUMENTACIÓN CIENTÍFICA (SUIC)

Estrategias para la determinación de mecanismos de reacción

INNOVACIONES TECNOLOGICAS EN SENSORES PARA MONITOREO Y APLICACIONES GEOESPACIALES MEDIANTE UAV

Guía de Práctica Ácidos y Bases Respuestas de los ejercicios. Química Orgánica General QQ-214 Ing. Roque Castillo

Isómeros funcionales

Tema 7. Espectroscopia para el estudio de la materia. 1. Introducción. 1. Introducción. 1. Introducción

OXIDACIÓN UV PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Y DE PROCESO DEL SECTOR QUÍMICO Y FARMACÉUTICO

Bloque I Origen y evolución de los componentes del Universo

TEMA 3: CAMPO MAGNÉTICO

TRABAJO 1ª EVALUACIÓN: QUÍMICA AMBIENTAL. En el trabajo sobre Química Ambiental tratarás los siguientes temas:

Res. Si n = 3 => l puede valer 0, 1 y 2. Por tanto, existen tres subniveles de energía: los correspondientes a los orbitales atómicos 3s, 3p y 3d.

Equilibrio térmico de la Tierra

I. Características físicas y químicas de las diferentes capas que la constituyen.

INTRODUCCIÓN A LOS MOTORES ELÉCTRICOS MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA MOTORES O DE CORRIENTE ALTERNA

Interacción materia-radiación

EVALUACIÓN. Nombre del alumno (a): Escuela: Grupo:

Colegio San Lorenzo - Copiapó - Región de Atacama Per Laborem ad Lucem

FISIOTERAPIA II. No. DE PROCEDIMIENTO: 1 No. DE HOJAS: 5 DOCENTES ALUMNOS X ADMINIST. OTROS

Introducción a la Termodinámica

DESDE EL ESPACIO PODEMOS VER LA LUZ DE LAS CIUDADES

INGENIERIA CIVIL EN MECANICA PROGRAMA DE PROSECUCION DE ESTUDIOS VESPERTINO GUIA DE LABORATORIO

La ley de desplazamiento de Wien (Premio Nobel 1911):

LAS LEYES DE LA RADIACIÓN EN LA TIERRA Y EN EL ESPACIO OBJETIVO RESUMEN. GENERACIÓN DE LINEAS: Leyes de Kirchhoff

INFORMÁTICA 4º ESO. Qué es un Sistema Operativo (O.S.)?

TEMA 4 LOS CAMBIOS EN LA MATERIA 1. CÓMO CAMBIA LA M AT ERIA?

Refino Petroquímico. Aurora Garea Vázquez. Bloque III. Procesos de transformación en refinería (PARTE 1)

GF3003 Ciencias Atmosféricas. Laura Gallardo Klenner Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile Primavera 2010

interacción de la radiación con la atmósfera

LO HAS COGIDO TÚ O TE HA COGIDO ÉL A TI?

UNIVERSIDAD DE COSTA RICA FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE FISICA PROGRAMA JUSTIFICACION DEL CURSO

La nanotecnología comprende el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través

TERMODINÁMICA CONCEPTOS FUNDAMENTALES

Sistemas Informáticos

Quo Vadis Nanotecnologia

1. Concepto de amplificación de señales en los circuitos de control Amplificadores estáticos Amplificadores magnéticos...

Química Cuántica I Prácticas de química computacional

8. Instrumentación del microscopio confocal espectral

Applicaciones de la nanociencia: nanomotores moleculares y nanodispositivos

OLIMPIADA DEPARTAMENTAL DE QUÍMICA NIVEL 2. iii. H 2 SO 3 iv. HF

MÉTODOS ACTUALES PARA EL ANÁLISIS DE SUSTANCIAS. Belén Cánovas Gómez Departamento Física y Química 1º BACHILLERATO Colegio Narval

ESPECTROSCOPIA DE FLUORESCENCIA, FOSFORESCENCIA Y QUIMIOLUMINISCENCIA MOLECULAR Q.F. ALEX SILVA ARAUJO

1. Cuál de las siguientes contiene el mayor número de moléculas? 2. Cuál de los siguientes compuestos la fórmula empírica es CH 2 O?

El Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Alicante. Docencia + Investigación

ESTRUCTURAS DE RESONANCIA

JOEL ROCHA BAROCIO CIÉNEGA DE FLORES N.L.

Generación 1. Características. Estaban construidos con electrónica de válvulas. Se programaban en lenguaje de máquina.

Tema 3.-Espectroscopía de biomoléculas

NOMENCLATURA PARA LA CARACTERIZACIÓN EN R.M.N.

TIEMPO Y MATERIA ULTRAFRÍA J. M.

Principios Básicos de la Radiación

Otro componente fundamental del ordenador es su memoria principal

Transcripción:

Motores moleculares l biomiméticos Diego Sampedro Ruiz Grupo de Fotoquímica rgánica

Introducción Rueda de Ur, 3500 a. C. Máquina de vapor de Watt, 1768 d rdenador d ENIAC, 1945 ENIAC: 18.000 válvulas ocupaba una habitación Microprocesador actual: 40 millones de transistores 2

Introducción Disco duro del IBM 305 RAMAC Septiembre de 1956 3

Método descendente Consiste en disminuir de forma progresiva el tamaño de los componentes. Es el empleado por físicos e ingenieros. Ley de Moore. Cada tres años: El tamaño se reduce un 33% La capacidad del chip se aumenta un 50% Los componentes del chip se cuadruplican Límite físico en unos 100 nm. 4

There is plenty of room at the bottom Richard Phillips Feynman (1918-1988) Premio Nobel de Física 1965 5

Método ascendente Consiste en partir de átomos y moléculas para construir nanoestructuras. Aproximación obvia para químicos: acostumbrados a trabajar abajo. Permite la construcción de estructuras mucho menores e de 100 nm. 6

Nanotecnología La nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas. Reducción del tamaño de los ordenadores Nanoordenadores basados en moléculas Nuevos materiales Sensores bioquímicos y químicos Almacenamiento de energía Aplicaciones médicas 7

Dispositivos moleculares Componentes macroscópicos Dispositivo macroscópico Componentes moleculares l Dispositivo molecular Acciones simples Función compleja 8

Precedentes Rotores Engranajes Paletas Molinetes Frenos Trinquetes Motores 9

Precedentes Koumura, N., Zijlstra, R. W. J., van Delden, R. A., Harada, N., Feringa, B. L. Light-driven monodirectional molecular rotor. Nature 1999, 401, 152-155. 10

Luz como fuente de energía alternativa Millones de toneladas de emisión de carbono al año

Precios del petróleo Dólares por barril

Ventajas de la luz Se puede activar y desactivar fácil y rápidamente El láser permite su uso en espacios y tiempos pequeños Los fotones se pueden emplear como combustible y para controlar la máquina No genera productos de desecho 13

Diseño del motor: FTISMERIZACIÓN 14

Motores Biomoleculares NH H 3 C NH Diseño para un interruptor CH 3 Diseño para un motor Thr 297 N H N Ala 295 Leu 112 N o Gly 114 Sampedro, D.; Migani, A.; Pepi, A.; Busi, E.; Basosi, R.; Latterini, L.; Elisei, R.; Fusi, S.; Ponticelli, F.; Zanirato, V.; livucci, M. J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 9349 15

Comportamiento fotoquímico Las moléculas sintetizadas son resistentes a la fatiga. Se puede modificar la composición del equilibrio fotoestacionario. Se puede seleccionar la longitud de onda de la radiación a emplear.

p Síntesis de interruptores moleculares R2 R3 1 R N + R3 N [[M]] R5 4 R Iminas R5 R2 R1 R4 Carbenos de Fischer Aumann, R.; Yu, Z.; Fröhlich, R.; Zippe, F. Eur. J. Inorg. Chem., 1998, XCVII, 1623. 17

Giro del interruptor: FTISMERIZACIÓN N Fuente de luz N 18

Estudio fotoquímico Características ideales: isomerización i ió rápida de los compuestos determinación precisa del estado del interruptor fotoestabilidad Se han estudiado las siguientes parejas de compuestos Giro del interruptor se estudió por tecnicas de resonancia magnética nuclear de protón Comparación de la irradiación de las estructuras metiladas frente a las no metiladas 19

Estudio fotoquímico Comparación del proceso térmico frente al fotoquímico Ph N hν h? Ph N Porcenta aje de isómeros Isom mers ratio 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 51 Isómero A 0 25 50 75 100 125 150 175 200 Time (minutes) Tiempo (minutos) Isomerización térmica mucho más lenta que la fotoquímica. Eliminación de etapas térmicas en el giro del interruptor 52 Isómero B Ph N Isómero Isomer A Isómero Isomer B 100 90 80 3.4.3.i 51 70 Isómero isómero A Porcent Iso omers taje de ratio isómero os 60 50 40 30 20 10 0 Isomer A Δ Ph N 3.4.3.j 52 isómero Isómero B Isomer B 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 100010501100 Tiempo Time p( (minutes) (minutos) Isómero Isomer A Isómero Isomer B 20

Agradecimientos: Ministerio de Educación y Ciencia Comunidad Autónoma de La Rioja Universidad de La Rioja Las máquinas microscópicas han de actuar en un mundo caótico. Como no se puede derrotar al caos, hay que tratar de aprovecharlo. R. Dean Astumian 21

Grupo de fotoquímica de La Rioja 22