分子機械 (molecular machine) 是指在分子層級中,利用"由下至上 (bottom-up)" 的方式將各種功能的分子零件組合成所形成的機械系統。而分子機械又分為分子馬達 (molecular motor) 以及分子開關 (molecular switch) 這兩種系統。兩者之間的差別在於分子返回到原始位置 (狀態) 時,是否具有單一方向性。分子馬達會遵循單一向旋轉或移動而分子開關則在兩種或多種狀態間切換但不具有特定運動的方向性。而本實驗室所致力於的分子煞車 (molecular brake) 是屬於分子開關的一員。
本實驗室利用具有結構剛硬性及穩定性的五苯荑 (pentiptycene) 骨架作為分子轉輪來設計分子煞車系統,並且透過光能和電能作為能源來驅動分子開關。目前已開發了煞車效率 (braking efficiency) 最好的光驅動分子煞車系統 、開關效率 (switching efficiency) 優越的光電驅動分子開關系統以及具有防鎖死煞車功能 (antilock braking systems (ABSs)) 的分子煞車系統。近年來也開發出了具有三段變速的分子轉輪 (molecular rotor)。
本實驗室將繼續設計更有效率、更多元的分子機械系統。
本實驗室利用具有結構剛硬性及穩定性的五苯荑 (pentiptycene) 骨架作為分子轉輪來設計分子煞車系統,並且透過光能和電能作為能源來驅動分子開關。目前已開發了煞車效率 (braking efficiency) 最好的光驅動分子煞車系統 、開關效率 (switching efficiency) 優越的光電驅動分子開關系統以及具有防鎖死煞車功能 (antilock braking systems (ABSs)) 的分子煞車系統。近年來也開發出了具有三段變速的分子轉輪 (molecular rotor)。
本實驗室將繼續設計更有效率、更多元的分子機械系統。
- Kao, C.-Y.; Lee, I-T.; Ch. Prabhakar; Yang, J.-S. "Light- and Redox-Gated Molecular Brakes Consisting of a Pentiptycene Rotor and an Indole Pad" J. Chin. Chem. Soc. 2014, 61, 507-516. (an invited article with cover picture of the May issue)
- Chen, Y.-C.; Sun, W.-T.; Lu, H.-F.; Chao, I; Huang, G.-C.; Lin, Y.-C.; Huang, S.-L.; Huang, H.-H.; Lin, Y.-D.; Yang, J.-S. “A Pentiptycene-Derived Molecular Brake: Photochemical E → Z and Electrochemical Z → E Switching of an Enone Module" Chem. Eur. J. 2011, 17, 1193-1200.
- Yang, J.-S.; Huang, Y.-T.; Ho, J.-H.; Sun, W.-T.; Huang, H.-H.; Lin, Y.-C.; Huang, S.-J.; Huang, S.-L.; Lu, H.-F.; Chao, I. "A Pentiptycene-Derived Light-Driven Molecular Brake" Org. Lett. 2008, 10, 2279-2282.