Moleculaire lichtschakelaar

Een voorbeeld van een schakelaar die bestaat uit één molecuul is het eiwit rhodopsine in onze ogen. Wanneer op rhodopsine licht valt, verandert de configuratie van het molecuul en dat leidt tot een signaal naar onze hersenen. Schoevaars onderzocht lichtgevoelige moleculen die de vorm van een schroef hebben. De schroef kan linksom of rechtsom draaien. Als licht met een bepaalde golflengte op het molecuul valt, wordt een linksdraaiende schroef omgezet in een rechtsdraaiende. Het molecuul kan weer terugdraaien met licht van een andere golflengte. Schoevaars onderzocht welke moleculen die ideale situatie het best benaderen. Bij het schakelen gaan de moleculen uit haar onderzoek gemakkelijk van de ene vorm naar de andere, maar iets minder makkelijk terug.

De ‘stand’ van de schakelaar kan worden gelezen met licht. De schroefvorm van het molecuul beïnvloedt de polarisatierichting van het leeslicht. Die richting kan met eenvoudige apparatuur worden afgelezen. Het leeslicht heeft een andere golflengte dan het licht dat nodig is om te schakelen. De in de schakelaars opgeslagen informatie kan dus worden gelezen zonder dat hij verloren gaat.
In computers is informatie opgeslagen in de vorm van bits: ‘schakelaars’ die twee standen kunnen aannemen en daarmee een nul of een symboliseren. Naarmate de schakelaars kleiner zijn, kunnen computers ook kleiner zijn of meer informatie bevatten. De kleinste schakelaar die kan worden gebruikt is maar één molecuul groot.
De informatie die is opgeslagen mag niet verloren gaan. De moleculaire schakelaars van Schoevaars zijn heel stabiel. Voor toepassing van de schakelaars is het belangrijk dat ze kunnen worden gebruikt in verschillende materialen. Ze blijven dan ook schakelen als ze vastzitten op een polymere ondergrond of zich bevinden in vloeibaar-kristallijne materialen. Daarmee is voldaan aan de fundamentele voorwaarden voor praktische toepassing. Zover is Schoevaars nog niet.

Over de auteur

Redactie NS



Plaats een reactie