Efectos de Solvatación en la Inversión Térmica de Hélice de Motores Moleculares a partir de Cálculos QM/MM
Autores: Wen, Jin; Zhu, Meifang; González, Leticia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Efectos de Solvatación en la Inversión Térmica de Hélice de Motores Moleculares a partir de Cálculos QM/MM
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Química
Palabras clave
Motores moleculares
Luz
Energías térmicas
Trabajo mecánico
Fotoisomerización
Efectos de solvatación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Los motores moleculares convierten la energía lumínica y térmica en trabajo mecánico, ofreciendo buenas oportunidades para diseñar dispositivos moleculares novedosos. Entre ellos, los motores moleculares alternan una fotoisomerización y una inversión térmica de hélice para lograr una rotación unidireccional. La velocidad de rotación está limitada por el paso de inversión de hélice, que a su vez está gobernado por una barrera en el estado electrónico fundamental. En este trabajo, estudiamos sistemáticamente el efecto de la solvatación en el proceso térmico de motores moleculares seleccionados, comparando las barreras de reacción obtenidas tanto de la teoría del funcional de densidad (DFT) en el sistema aislado como del muestreo de paraguas dentro de un modelo híbrido de mecánica cuántica/mecánica molecular (QM/MM) en solución. Encontramos efectos de solvatación más prominentes en aquellos motores moleculares con momentos dipolares más grandes. Los resultados podrían proporcionar información sobre cómo funcionalizar los motores moleculares para acelerar su rotación.
Descripción
Los motores moleculares convierten la energía lumínica y térmica en trabajo mecánico, ofreciendo buenas oportunidades para diseñar dispositivos moleculares novedosos. Entre ellos, los motores moleculares alternan una fotoisomerización y una inversión térmica de hélice para lograr una rotación unidireccional. La velocidad de rotación está limitada por el paso de inversión de hélice, que a su vez está gobernado por una barrera en el estado electrónico fundamental. En este trabajo, estudiamos sistemáticamente el efecto de la solvatación en el proceso térmico de motores moleculares seleccionados, comparando las barreras de reacción obtenidas tanto de la teoría del funcional de densidad (DFT) en el sistema aislado como del muestreo de paraguas dentro de un modelo híbrido de mecánica cuántica/mecánica molecular (QM/MM) en solución. Encontramos efectos de solvatación más prominentes en aquellos motores moleculares con momentos dipolares más grandes. Los resultados podrían proporcionar información sobre cómo funcionalizar los motores moleculares para acelerar su rotación.