sobota, 17 października, 2026
Godzinnik.pl Biznes Naukowcy opracowali silniki molekularne napędzane światłem słonecznym. W przyszłości posłużą do stworzenia...

Naukowcy opracowali silniki molekularne napędzane światłem słonecznym. W przyszłości posłużą do stworzenia inteligentnych materiałów

Data publikacji:

Wizualizacja cząsteczek w laboratorium chemicznym

Naukowcy opracowali silniki molekularne, które mogą być napędzane światłem słonecznym zamiast intensywnym światłem ze źródeł laboratoryjnych. Takie mikroskopijne maszyny zamieniają energię świetlną w ukierunkowany ruch jednej części cząsteczki względem drugiej. W przyszłości mogą znaleźć zastosowanie m.in. w inteligentnych materiałach wychwytujących i uwalniających wodę, a także w precyzyjnym dostarczaniu leków.

Badania nad silnikami molekularnymi napędzanymi światłem słonecznym przeprowadził międzynarodowy zespół naukowców z udziałem dr. inż. Wojciecha Danowskiego z Uniwersytetu Warszawskiego. Wyniki zostały opublikowane w 2026 roku w „Journal of the American Chemical Society”.

– Silnik to maszyna, która zamienia energię chemiczną zawartą w mieszance paliwowo-powietrznej na jednokierunkowy, ciągły obrót wału korbowego. Silniki molekularne działają w sposób analogiczny – zamieniają jakąś formę energii na jednokierunkowy obrót jednej części cząsteczki względem drugiej – mówi agencji Newseria dr inż. Wojciech Danowski, adiunkt na Wydziale Chemii UW.

Chemicy tworzą syntetyczne odpowiedniki biologicznych maszyn molekularnych występujących w komórkach żywych organizmów. To wielkobiałkowe kompleksy lub białka, które w komórkach wykonują jakąś określoną pracę. Przykładowo syntaza ATP to kompleks białek, który kręci się tylko w jedną stronę – ta mechaniczna praca zamieniana jest w energię chemiczną. Inny przykład motoru molekularnego to białka kroczące, które transportują ładunki wewnątrz komórek.

W syntetycznych odpowiednikach to światło może wprawiać silniki molekularne w ruch, a ich działanie można precyzyjnie regulować przez odpowiednie zaprojektowanie struktury chemicznej cząsteczki.

– W naszej ostatniej pracy skonstruowaliśmy silnik molekularny, który napędzany jest światłem słonecznym. Zamiast wykorzystywać laboratoryjne źródło światła, czyli np. diodę luminescencyjną albo laser, które charakteryzują się dużą energią i dużą intensywnością światła, a jednocześnie bardzo wąskim zakresem widmowym, tzn. jedną konkretną długością fali, nasz silnik molekularny może wykorzystywać do swojej pracy światło słoneczne, które charakteryzuje się bardzo niską intensywnością, a także bardzo szerokim zakresem długości fal – wyjaśnia dr inż. Wojciech Danowski.

Badania nad syntetycznymi maszynami molekularnymi zostały w 2016 roku uhonorowane Nagrodą Nobla w dziedzinie chemii. Otrzymali ją Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart i Bernard L. Feringa. Jednym z kierunków rozwoju tej technologii jest wykorzystanie światła widzialnego zamiast stosowanego dotychczas promieniowania UV.

– Wykorzystanie światła widzialnego jest bardzo ważne, ponieważ jest to wszechobecne źródło taniej i dostępnej energii. Tym się różni  od światła wykorzystywanego w laboratorium – dodaje badacz.

Silniki opracowane przez zespół z udziałem Wojciecha Danowskiego działają w naturalnym świetle słonecznym, także po umieszczeniu w matrycy polimerowej. Wydajność procesu fotochemicznego odpowiedzialnego za zmianę struktury cząsteczki sięgała ok. 80 proc. i utrzymywała się na podobnym poziomie zarówno w roztworze, jak i w polimerze. Takie cząsteczki mogą w przyszłości wykonywać pracę mechaniczną, np. rozciąganie, kurczenie czy zmianę kształtu.

– To odkrycie ma dość spore potencjalne zastosowania w przyszłości, m.in. w konstrukcji inteligentnych materiałów, które będą zmieniały swoje właściwości pod wpływem światła. Mogą to być np. materiały porowate, które w ciemności będą pochłaniały gaz albo wodę, natomiast pod wpływem światła słonecznego będą je uwalniały – wskazuje badacz.

- Reklama -

Zobacz również:

Rośnie znaczenie Polski na rynku centrów danych. Możemy przyciągnąć inwestycje liczone w gigawatachBIZNES · 18.08.2026Rośnie znaczenie Polski na rynku centrów danych. Możemy przyciągnąć inwestycje liczone w gigawatach

To oznacza, że silniki molekularne mogą w przyszłości znaleźć zastosowanie w materiałach reagujących na światło. Przykładowo po wystawieniu na słońce tkaniny mogłyby zmieniać strukturę, aby ułatwić usuwanie zabrudzeń albo odpychać kurz i wodę, a karoseria aut po to, by usuwać niewielkie zarysowania. Szyby mogłyby automatycznie zmieniać przezroczystość lub ilość przepuszczanego ciepła, co pozwalałoby ograniczyć zużycie energii na klimatyzację. Innym kierunkiem jest miękka robotyka: polimerowa folia zawierająca silniki molekularne mogłaby pod wpływem światła się zwijać, wyginać lub przybierać zaprogramowany kształt.

Silniki molekularne mogą znaleźć zastosowanie także w materiałach do wychwytywania gazów, w tym dwutlenku węgla. W takim układzie porowaty materiał pochłaniałby dwutlenek węgla z powietrza, a napędzane światłem silniki molekularne umożliwiałyby jego późniejsze uwolnienie. 

– Możemy sobie wyobrazić taki materiał porowaty jako gąbkę, w której pory są na tyle małe, że są zdolne do selektywnego wychwytywania określonych gazów z powietrza. Taki materiał wystawiony na światło słoneczne dzięki napędzeniu ruchu wbudowanych w niego motorów molekularnych uwalniałby zmagazynowany gaz w celu jego dalszego zmagazynowania albo wykorzystania w innych procesach chemicznych – mówi dr inż. Wojciech Danowski.

Jak podkreśla, dziś głównym wyzwaniem w wychwytywaniu dwutlenku węgla z powietrza jest regeneracja adsorbentu, czyli uwolnienie zgromadzonego gazu i przygotowanie materiału do ponownego użycia. Według naukowca z UW może to pochłaniać ok. 40 proc. energii zużywanej w całym procesie. Wykorzystanie do regeneracji światła słonecznego mogłoby zmniejszyć zapotrzebowanie na energię z innych źródeł.

Naukowcy badają również możliwość wykorzystania maszyn molekularnych do transportu i kontrolowanego uwalniania leków w organizmie.

– Wyobraźmy sobie, że mamy nowotwór w konkretnym miejscu i chcielibyśmy dostarczyć właśnie tam cząsteczkę leku, chemoterapeutyku po to, żeby nie zatruwać całego organizmu, tylko konkretne, chore miejsce. Skoro mamy cząsteczkę, która jest w stanie wykonywać obrót jednokierunkowy jednej cząsteczki względem drugiej, możemy sobie wyobrazić, że taka cząsteczka mogłaby transportować cząsteczkę leku poprzez nasz organizm, skomplikowaną arterię żył i tętnic, w określone miejsce, które możemy wybrać za pomocą światła – wskazuje adiunkt na Wydziale Chemii UW.

Zanim takie rozwiązania będzie można wykorzystać w medycynie, naukowcy muszą m.in. znaleźć sposób na precyzyjne sterowanie maszynami molekularnymi w organizmie, zapewnić ich biokompatybilność i opracować metody produkcji na większą skalę.

– Od praktycznych zastosowań jesteśmy niestety jeszcze dość daleko. Horyzont czasowy, o którym mówimy, to około 10, 15, a nawet 20 lat. Wynika to z faktu, że synteza silników molekularnych jest wciąż dość trudna i wymagająca. Nie jesteśmy też w stanie amplifikować ruchu pojedynczych cząsteczek aż do makroskali, czyli nie jesteśmy w stanie zrobić tego, co robi matka natura, która amplifikuje ruch biologicznych maszyn molekularnych np. w naszych mięśniach albo komórkach – podkreśla dr inż. Wojciech Danowski.

Na razie są to przede wszystkim badania podstawowe. Naukowcy próbują zwiększyć wydajność silników molekularnych, rozszerzyć zakres światła widzialnego, które może je napędzać, i obniżyć koszty ich produkcji.

– Głównym elementem ograniczającym zastosowanie tej technologii w przyszłości jest cena wytworzenia takiego silnika molekularnego. Na razie jest bardzo wysoka, ale mamy nadzieję, że w przyszłości uda się opracować lepsze metody pozwalające na wytwarzanie silników w dużej skali. Kolejnym elementem, który ogranicza ich potencjalne zastosowania w rzeczywistym świecie, jest wydajność ich pracy, która jak na razie jest niewielka. Mam jednak nadzieję, że w przyszłości będziemy w stanie osiągnąć większą wydajność konwersji światła na ruch mechaniczny – podkreśla ekspert.

Źródło: Newseria

NAJNOWSZE INFORMACJE

Daria Ładocha: Mimo wielu nowości polska kuchnia zawsze się obroni. W moim domu pomidorówka zdecydowanie wygrywa z zupami tajskimi

Prezenterka z jednej strony pozostaje przywiązana do klasycznych polskich potraw i świątecznych zwyczajów, a z drugiej – chętnie sięga po smaki charakterystyczne dla innych kultur.

Ruch zagraniczny na Mazowszu rośnie w ekspresowym tempie. Turystów nie wystraszyła nawet bliskość wojny

W 2025 roku z bazy noclegowej na Mazowszu skorzystało ponad 7,7 mln turystów, co oznacza wzrost o ponad 12 proc. w porównaniu do 2024 roku. Tym samym region stał się krajowym liderem turystyki.

Ministerstwo Cyfryzacji zapowiada kontrole w firmach dotyczące ochrony danych osobowych. Mogą się posypać wielomilionowe kary

Polska dąży do wzmocnienia ochrony danych osobowych obywateli w związku z kolejnymi incydentami ich wycieków. Rząd przyjął już projekt ustawy o sprawiedliwym dostępie do danych i ich wykorzystywaniu, która implementuje unijne rozporządzenie Data Act.

Wnuczka Anny Politkowskiej: Ludzie w Rosji chcą uciekać przed represjami, ale znaleźli się w pułapce bez wyjścia

Sytuacja rosyjskich opozycjonistów jest coraz gorsza. Parlament Europejski, który potępił ostatnie wybory do Dumy Państwowej i uznał ją za nielegalny organ ustawodawczy, zwrócił uwagę na to, że krytycy reżimu zostali uwięzieni, zamordowani lub zmuszeni do…

Branża kosmetyczna mierzy się z nadmiernymi regulacjami. Coraz więcej kosztuje ją dostosowanie się do nowych wymogów

Polski rynek kosmetyczny wzrósł w 2025 roku o 9,3 proc., niemal dwukrotnie szybciej niż cały rynek unijny. Polska jest dziś piątym największym graczem w UE i ósmym eksporterem kosmetyków na świecie.

Telefon wciąż zablokowany, w sieci mnożą się fałszywe tropy. Prokuratura o „dużym problemie” w sprawie Emilii Koprowskiej

Od zaginięcia Emilii Koprowskiej po festiwalu w Darłowie minęło ponad sześć tygodni. Prokuratura w Koszalinie przyznaje, że śledztwo spowalniają nieprawdziwe informacje z internetu, a telefonu 37-latki wciąż nie udało się odblokować. Przypominamy, co wiadomo i jak pomóc w poszukiwaniach.

Pielęgniarki pod kroplówkami, jedna osoba straciła przytomność. Głodówka w szpitalu w Sanoku trwa już tydzień

W szpitalu w Sanoku głoduje około 50 pracowników. Mają jeden postulat: odwołanie dyrektorki. Szpital ma ponad 220 mln zł długu, a załoga od sierpnia dostaje 70 proc. pensji. Ponad 7 godzin rozmów nie przyniosło przełomu. Wyjaśniamy, o co toczy się spór i co mówią obie strony.

Parafianie bronią proboszcza, kuria odpowiada: wyjaśnienia są niepełne. O co chodzi w sporze w Grojcu?

Ks. Józef Zborek przez 29 lat był proboszczem w Grojcu pod Oświęcimiem. Kuria odwołała go za nieprawidłowości przy intencjach mszalnych i spalenie ksiąg, ksiądz mówi, że decyzji nie rozumie. Parafianie protestują. Wyjaśniamy, co mówią obie strony i jakie zasady obowiązują w Kościele.

Najmłodszy zatrzymany ma 11 lat. Fala gróźb wobec szkół nie słabnie, prokuratura mówi jasno: to nie są żarty

Na Lubelszczyźnie zatrzymano 11 osób w wieku od 11 do 21 lat, w Małopolsce 14-latek groził śmiercią koleżankom. W całym kraju policja ma już 183 zatrzymanych. Wyjaśniamy, co grozi za groźby w sieci, także nieletnim, i jak rozmawiać z dzieckiem o tym, co się dzieje.

Ponad 500 zwierząt i pięć osób z zarzutami. Co się dzieje w prywatnym zoo pod Mieroszowem?

Policja i prokuratura weszły do prywatnego ZOO Łączna pod Mieroszowem. Pięć osób usłyszało zarzuty znęcania się nad co najmniej 561 zwierzętami, część zwierząt pojechała do Holandii. Właściciele odpierają zarzuty, a mieszkańcy blokowali transporty. Wyjaśniamy, co wiadomo.

Dwie ciężarówki zderzyły się przed świtem. Nie żyje kierowca, krajowa dziewiątka pod Radomiem zablokowana

W czwartek o świcie w Krzyżanowicach pod Iłżą zderzyły się dwie ciężarówki. Kierowca Volvo zginął na miejscu, 44-latek prowadzący Renault trafił do szpitala. DK9 jest zablokowana, policja wyznaczyła objazdy. Sprawdź, którędy jechać i dlaczego ten odcinek budzi niepokój kierowców.

Sztuczna inteligencja i roboty wchodzą do laboratoriów farmaceutycznych. O sukcesie leków nadal będą decydować ludzie

Laboratoria kontroli jakości (QC) stopniowo przechodzą w kierunku środowiska opartego na sztucznej inteligencji, robotyce, automatyzacji czy też chmurze obliczeniowej – takie wnioski płyną z raportu Deloitte’a „Pharma’s QC lab of the future”.

O TYM SIĘ MÓWI

Daria Ładocha: Mimo wielu nowości polska kuchnia zawsze się obroni. W moim domu pomidorówka zdecydowanie wygrywa z zupami tajskimi

Prezenterka z jednej strony pozostaje przywiązana do klasycznych polskich potraw i świątecznych zwyczajów, a z drugiej – chętnie sięga po smaki charakterystyczne dla innych kultur.

Ruch zagraniczny na Mazowszu rośnie w ekspresowym tempie. Turystów nie wystraszyła nawet bliskość wojny

W 2025 roku z bazy noclegowej na Mazowszu skorzystało ponad 7,7 mln turystów, co oznacza wzrost o ponad 12 proc. w porównaniu do 2024 roku. Tym samym region stał się krajowym liderem turystyki.

Ministerstwo Cyfryzacji zapowiada kontrole w firmach dotyczące ochrony danych osobowych. Mogą się posypać wielomilionowe kary

Polska dąży do wzmocnienia ochrony danych osobowych obywateli w związku z kolejnymi incydentami ich wycieków. Rząd przyjął już projekt ustawy o sprawiedliwym dostępie do danych i ich wykorzystywaniu, która implementuje unijne rozporządzenie Data Act.