Молекулярная конечная машина

Исследователи из Манчестерского университета разработали метод создания молекулярной конечной машины. Их работа опубликована в журнале Nature.

В компьютерных науках существует концепция машины Тьюринга — абстрактного устройства, считывающего и записывающего символы на ленту. Её модификация — конечный автомат — может двигаться только в одном направлении и только считывать данные.

В новом исследовании учёные создали химический аналог конечного автомата на основе ротаксана. Эта молекула имеет форму кольца (O-кольцо) с присоединённой Y-образной нитью и функционирует как ротаксан-автомат.

Как это работает:

• Автомат пошагово протягивает молекулярную нить через своё кольцо, используя в качестве считывающей головки краун-эфир.
• Движение происходит за счёт более высокого сродства к связыванию, чем у следующего барьера на нити.
• Барьеры на нити открываются pH-импульсом от быстро разлагающейся кислоты, позволяя автомату продвигаться вперёд (этот механизм называют молекулярной храповой системой).
• Автомат считывает информацию о хиральности с нити с помощью кругового дихроизма.
• Выходные данные представляются в виде сбалансированных троичных цифр ("триты").

Создание молекулярной храповой системы — один из многих шагов на пути к цели создания молекулярного компьютера.