{{위키데이터 속성 추적}}
[[파일:Cucurbituril gyroscope AngewChemIntEd 2002 v41 p275 hires.png|200px|섬네일|염소이온 초분자 복합체인 [[쿠버비투릴|cucurbit[5]uril]]와 cucurbit[10]uril<ref name=Dance />]]
'''분자 자이로스코프'''(Molecular gyroscopes)는 [[고정자]]를 중심으로 자유롭게 회전할 수 있는 [[회전자 (전자기학)|회전자]]가 존재하여 [[자이로스코프]] 역할을 할 수 있는 [[화합물]] 또는 [[초분자화학|초분자 복합체]]이다. [[작용기]]의 [[단일 결합]]이나 [[삼중 결합]]은 자유롭게 회전이 가능하지만, 자이로스코프의 역할을 하는 화합물은 낮은 [[충전밀도]]를 가진 [[결정 구조]]나<ref name=Khuong /> 물리적으로 둘러싸인 회전자의 [[입체 효과]]를 막는 것 등과 같이 외부의 상호작용으로부터 회전자를 보호할 수 있다.<ref name=Setaka /> 분자 자이로스코프의 질적 차이는 회전 장벽을 극복하는 데 필요한 [[활성화 에너지]]가 사용 가능한 [[열에너지]]보다 높은지 아닌지에 따라서 나타난다. 필요한 활성화 에너지가 사용 가능한 열에너지보다 높을 경우, 회전자는 [[퍼텐셜 에너지면]] 위의 국부적 에너지 최솟값 사이를 오고가며 단계적으로 뛰어오르는 이른바 "상호 교환"이 이루어진다. 반대로, 회전 장벽을 극복하기 위해 필요한 활성화 에너지보다 충분히 높은 열에너지를 가지고 있을 경우 분자 회전자는 [[거시적 규모]]에서 자유롭게 [[관성]] 회전할 수 있다.<ref name=Khuong /> 예를 들어, 2002년 ''p''-[[페닐렌]]에 대한 여러 연구에서 온도 변화 가능한 [[고체 상태 핵자기 공명|고체]] <sup>13</sup>C [[마법각 스핀|CPMAS]]와 [[4극자 반향]] [[중수소 NMR|<sup>2</sup>H NMR]]를 이용한 일부 구조에서 1.6&nbsp;MHz의 양측 교환율(65°C에서 초당 10<sup>6</sup>회)를 감지했으며, 12~14 [[칼로리|kcal]]/[[몰 (단위)|mol]]의 입체 효과 장벽에서 이는 "결정질 고체에서 페닐린 화합물에 대해 현저하게 빠른 속도"라고 설명되었다. 그러나, [[부틸|삼차 부틸]]의 회전자 변형의 예에서는 상온에서 초당 10<sup>8</sup>회의 교환율로 증가했으며, 장벽 없는 ''p''-페닐렌의 관성 회전 속도는 대략 2.4&nbsp;x&nbsp;10<sup>12</sup> [[분당 회전수|RPM]]을 보여주는 것을 나타냈다.<ref name=Khuong />

== 분자 자이로스코프의 종류 ==
{| class="wikitable"
! 제작 년도
! 회전자
! 고정자
! 결합
! 출처
|-
| 2002년
| cucurbit[5]uril
| cucurbit[10]uril
| 비공유결합
|<ref name=Dance>{{저널 인용 |doi=10.1002/1521-3773(20020118)41:2<275::AID-ANIE275>3.0.CO;2-M |first1=Anthony I.|last1=Day|journal=Angew. Chem. Int. Ed.|year=2002|pages=275–277|volume=41|title=A Cucurbituril-Based Gyroscane: A New Supramolecular Form|first2=Rodney J.|last2=Blanch|last3=Arnold|first3=Alan P.|last4=Lorenzo|first4=Susan|last5=Lewis|first5=Gareth R.|last6=Dance|first6=Ian|issue=2}}</ref>
|-
| 2007년
| ''p''-[[페닐렌]]
| two ''m''-methoxy-substituted [[trityl]] groups
| 삼중 결합
|<ref name=Khuong>{{저널 인용|url=http://www.chem.ucla.edu/dept/Faculty/mgghome/publications_files/117.pdf|title=Rotational Dynamics in a Crystalline Molecular Gyroscope by Variable-Temperature <sup>13</sup>C NMR, <sup>2</sup>H NMR, X-Ray Diffraction, and Force Field Calculations|author=Tinh-Alfredo V. Khuong, Hung Dang, Peter D. Jarowski, Emily F. Maverick, and Miguel A. Garcia-Garibay|journal=J. Am. Chem. Soc.|year=2007|volume=129|issue=4|pages=839–845|doi=10.1021/ja064325c|확인날짜=2014년 12월 15일|보존url=https://web.archive.org/web/20141006085602/http://www.chem.ucla.edu/dept/Faculty/mgghome/publications_files/117.pdf|보존날짜=2014년 10월 6일|url-status=dead}}</ref>
|-
| 2007년
| ''p''-phenylene
| triply bridged trityl cage
| 삼중 결합
|<ref>{{저널 인용|url=http://www.chem.ucla.edu/dept/Faculty/mgghome/publications_files/123.pdf|title=Synthesis of a Triply-Bridged Molecular Gyroscope by a Directed Meridional Cyclization Strategy|author=Jose E. Nuez, Arunkumar Natarajan, Saeed I. Khan, and Miguel A. Garcia-Garibay|journal=Org. Lett.|year=2007|volume=9|issue=18|pages=3559–3561|doi=10.1021/ol071379y|확인날짜=2014년 12월 15일|보존url=https://web.archive.org/web/20141006102430/http://www.chem.ucla.edu/dept/Faculty/mgghome/publications_files/123.pdf|보존날짜=2014년 10월 6일|url-status=dead}}</ref>
|-
| 2010년
| [[할로젠]]-치환기 ''p''-페닐렌
| [[silaalkane]] 사슬
| 단일 결합
|<ref name=Setaka>{{저널 인용 |title=Molecular Gyroscope Having a Halogen-substituted ''p''-Phenylene Rotator and Silaalkane Chain Stators|author=Wataru Setaka, Soichiro Ohmizu, Mitsuo Kira|doi=10.1246/cl.2010.468|journal=Chemistry Letters|volume=39|year=2010|number=5|pages=468–469}}</ref>
|-
| 2014년
| ''p''-페닐렌
| trityl groups bridged by [[photoactive]] [[azobenzene]] bridge
| 삼중 결합
|<ref>{{저널 인용 |title=Photochromic Molecular Gyroscope with Solid State Rotational States Determined by an Azobenzene Bridge|author=Patrick Commins and Miguel A. Garcia-Garibay|journal=J. Org. Chem.|year=2014년 |volume=79|issue=4|pages=1611–1619|doi=10.1021/jo402516n}}</ref>
|}

== 각주 ==
{{각주}}

[[분류:나노기술]]
[[분류:화학물리학]]
[[분류:초분자화학]]