PULSATING TUBULES FROM NONCOVALENT MACROCYCLES

"Pulsating Tubules from Noncovalent Macrocycles". Z. Huang, S. -K. Kang, M. Banno, T. Yamaguchi, D. Lee, C. Seok, E. Yashima, M. Lee. SCIENCE 337, 1521 (2012). DOI: 10.1126/science.1224741 

Despite recent advances in synthetic nanometer-scale tubular assembly, conferral of dynamic response characteristics to the tubules remains a challenge. Here, we report on supramolecular nanotubules that undergo a reversible contraction-expansion motion accompanied by an inversion of helical chirality. Bent-shaped aromatic amphiphiles self-assemble into hexameric macrocycles in aqueous solution, forming chiral tubules by spontaneous one-dimensional stacking with a mutual rotation in the same direction. The adjacent aromatic segments within the hexameric macrocycles reversibly slide along one another in response to external triggers, resulting in pulsating motions of the tubules accompanied by a chiral inversion. The aromatic interior of the self-assembled tubules encapsulates hydrophobic guests such as carbon-60 (C₆₀). Using a thermal trigger, we could regulate the C₆₀-C₆₀ interactions through the pulsating motion of the tubules.

A pesar de los avances recientes en los arreglos sintéticos tubulares nanométricos, continúa siendo un reto proporcionar características de respuesta dinámica a los túbulos. Aquí se reportan nanotúbulos supramoleculares que efectúan un movimiento de expansión-contracción reversible, acompañado de una inversión en la quiralidad helicoidal. Moléculas aromáticas anfifílicas, con forma curva, se autoorganizan, en solución, en macrociclos hexaméricos, formando túbulos quirales por medio de un apilamiento unidimensional espontáneo, con una rotación mutua en la misma dirección. Los segmentos aromáticos adyacentes, en los macrociclos hexaméricos, se desplazan reversiblemente a lo largo del otro macrociclo, en respuesta a estímulos externos, dando lugar a un movimiento pulsante de los túbulos, acompañados por inversión quiral. El interior aromático de los túbulos autoensamblados encapsula entidades hidrofóbicas tales como carbono-60 (C₆₀). Usando estímulos térmicos, se han podido controlar las interacciones C₆₀-C₆₀ a través del movimiento pulsante de los túbulos.

http://www.sciencemag.org/content/337/6101/1521