Nanoskopisk skala - Nanoscopic scale

"Nanoskala" omdirigerer her. For anden anvendelse, se Nanoskala (disambiguation) .
Et ribosom er en biologisk maskine, der udnytter proteindynamik i nanoskala
En sammenligning af skalaerne for forskellige biologiske og teknologiske objekter.

Den nanoskopiske skala (eller nanoskala ) refererer normalt til strukturer med en længdeskala, der gælder for nanoteknologi , normalt angivet som 1-100 nanometer . Et nanometer er en milliarddel af en meter. Den nanoskopiske skala er (groft sagt) en nedre grænse for den mesoskopiske skala for de fleste faste stoffer.

For tekniske formål er den nanoskopiske skala den størrelse, hvormed udsving i de gennemsnitlige egenskaber (på grund af bevægelse og adfærd af enkelte partikler) begynder at have en betydelig effekt (ofte et par procent) på systemets adfærd, og skal være taget i betragtning i sin analyse.

Den nanoskopiske skala er undertiden markeret som det punkt, hvor egenskaberne af et materiale ændres; over dette punkt er egenskaberne af et materiale forårsaget af "bulk" eller "volumen" effekter, nemlig hvilke atomer der er til stede, hvordan de er bundet og i hvilke forhold. Under dette punkt ændres egenskaberne ved et materiale, og mens typen af ​​atomer til stede og deres relative orienteringer stadig er vigtige, bliver 'overfladearealseffekter' (også kaldet kvanteeffekter ) mere tydelige - disse effekter skyldes geometrien af materialet (hvor tykt det er, hvor bredt det er osv.), som ved disse lave dimensioner kan have en drastisk effekt på kvantiserede tilstande, og dermed egenskaberne af et materiale.

Den 8. oktober 2014 blev Nobelprisen i kemi tildelt Eric Betzig , William Moerner og Stefan Hell for "udviklingen af ​​superopløst fluorescensmikroskopi ", som bringer " optisk mikroskopi ind i nanodimensionen". Superopløsningsbilleddannelse hjalp med at definere den nanoskopiske proces med substratpræsentation .

Nanoskala maskiner

Nogle biologiske molekylære maskiner

De mest komplekse nanoskala molekylære maskiner er proteiner, der findes i celler, ofte i form af multiproteinkomplekser . Nogle biologiske maskiner er motoriske proteiner , såsom myosin , der er ansvarlig for muskelsammentrækning , kinesin , der flytter last inde i celler væk fra kernen langs mikrotubuli og dynein , der bevæger last inde i celler mod kernen og producerer aksonemalt slag af motil cilia og flagella . "Faktisk er [motil cilium] en nanomachine sammensat af måske over 600 proteiner i molekylære komplekser, hvoraf mange også fungerer uafhængigt som nanomaskiner." " Fleksible linkere tillader de mobile proteindomæner, der er forbundet af dem, at rekruttere deres bindingspartnere og fremkalde langtrækkende allostery via proteindomæne dynamik ." Andre biologiske maskiner er ansvarlige for energiproduktion, f.eks. ATP-syntase, der udnytter energi fra protongradienter på tværs af membraner for at drive en turbinlignende bevægelse, der bruges til at syntetisere ATP , en celles energivaluta. Stadig andre maskiner er ansvarlige for genekspression , herunder DNA -polymeraser til replikering af DNA, RNA -polymeraser til fremstilling af mRNA , spliceosomet til fjernelse af introner og ribosomet til syntetisering af proteiner . Disse maskiner og deres nanoskala dynamik er langt mere komplekse end nogen molekylære maskiner, der endnu er kunstigt konstrueret.

Se også

Referencer

  1. ^ Hornyak, Gabor L. (2009). Fundamentals of Nanotechnology . Boca Raton, Florida: Taylor & Francis Group.
  2. ^ Ritter, Karl; Rising, Malin (8. oktober 2014). "2 amerikanere, 1 tysker vinder kemi Nobel" . AP Nyheder . Hentet 8. oktober 2014 .
  3. ^ Chang, Kenneth (8. oktober 2014). "2 amerikanere og en tysker får Nobelprisen i kemi" . New York Times . Hentet 8. oktober 2014 .
  4. ^ Rincon, Paul (8. oktober 2014). "Mikroskoparbejde vinder Nobelprisen i kemi" . BBC News . Hentet 3. november 2014 .
  5. ^ Donald, Voet (2011). Biokemi . Voet, Judith G. (4. udgave). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. ISBN 9780470570951. OCLC  690489261 .
  6. ^ a b Satir, Peter; Søren T. Christensen (2008-03-26). "Struktur og funktion af pattedyrcilier" . Histokemi og cellebiologi . 129 (6): 687–93. doi : 10.1007/s00418-008-0416-9 . PMC  2386530 . PMID  18365235 . 1432-119X.
  7. ^ Kinbara, Kazushi; Aida, Takuzo (2005-04-01). "Mod intelligente molekylære maskiner: Dirigerede bevægelser af biologiske og kunstige molekyler og samlinger" . Kemiske anmeldelser . 105 (4): 1377–1400. doi : 10.1021/cr030071r . ISSN  0009-2665 . PMID  15826015 . S2CID  9483542 .
  8. ^ Bu Z, Callaway DJ (2011). "Proteiner MOVE! Proteindynamik og langtrækkende allostery i cellesignalering" . Proteinstruktur og sygdomme . Fremskridt inden for proteinkemi og strukturbiologi. 83 . s. 163–221. doi : 10.1016/B978-0-12-381262-9.00005-7 . ISBN 9780123812629. PMID  21570668 .


Stub ikon

Denne fysikrelaterede artikel er en stubbe . Du kan hjælpe Wikipedia ved at udvide den .
Stub ikon

Denne nanoteknologirelaterede artikel er en stubbe . Du kan hjælpe Wikipedia ved at udvide den .