Усередині всіх живих організмів, організмів людей, тварин та інших істот постійно переміщуються молекули різноманітних сполук, що виконують різні біологічні функції. Переміщення молекул є головним рушійним механізмом всіх відомих форм життя, за його допомогою відбуватися постачання клітин поживними речовинами, енергією та іншими компонентами, необхідними для їх життєдіяльності. І нещодавно вченим з Північно-Західного університету (Northwestern University) вдалося зробити штучний аналог механізму переміщення молекул. Створений ними молекулярний насос — перший в світі штучний біомеханізм, виготовлений за допомогою хімічних і біохімічних технологій, який в майбутньому може послужити для приведення в дію штучних м’язів і інших мікроскопічних молекулярних машин.»Наш молекулярний насос є штучним втіленням способу, яким в природі енергія передається від однієї молекули до іншої», — розповідає сер Фрезер Стоддарт (Sir Fraser Stoddart), провідний дослідник.У структурі молекулярного насоса використані виготовлені в лабораторії маленькі молекули органічних сполук, які максимально достовірно копіюють дію білків, що переносять енергію в живих організмах. Джерелом енергії для цих молекул є біохімічні реакції, які зміщують молекули цілком з стану хімічної рівноваги, переводячи їх з низькоенергетичного в високоенергетичний стан.Додаткова хімічна енергія, що міститься в молекулі, необхідна для того, щоб змусити працювати цей молекулярний механізм. Основу цього механізму складають кільцеві молекули, які відштовхуються один від одного, подібно однаковим полюсів магнітів. «Молекулярний насос здатний передати частину своєї енергії, яка переходить під час хімічної реакції до іншої молекулі-власнику. Цей процес супроводжується змінами структури молекулярного насоса, кільця якого розсуваються, подібно до того, як стиснута пружина розпрямляється».Молекулярний насос складається з прямого ланцюжка, осі, на яку нанизані кільцеві молекули. Енергія, що оглинається в момент синтезу молекули служить для зближення кілець на осі, тобто для стиснення пружини. Ті молекули насосів, які вченим вдалося синтезувати, містять по два кільця на осі і здатні зберегти не дуже велика кількість енергії. Але дослідники впевнені в тому, що незабаром їм вдасться синтезувати молекули, на осі яких будуть розташовуватися десятки кілець і які можуть акумулювати досить значну кількість енергії.»Порівняно з тим, що є всередині живих організмів, наша технологія досить примітивна. І вона потребує деякого доопрацювання до того моменту, коли за її допомогою можна буде приводити в дію штучні м’язи та інші молекулярні механізми» — розповідає Пол Р. Макгонигэл (Paul R. McGonigal), один з учених, що брали участь в даних дослідженнях, — «Тим не менше — це великий крок вперед, який зможе забезпечити працездатність синтетичних біомеханізмів і навіть синтетичних форм життя».