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在未來小型化的願景下，產生了一系列合成分子馬達，它們由一系列能源驅動，可以進行各種運動。弗裡德裡希-亞歷山大大學-埃朗根-紐倫堡分校（FAU）的一個研究小組成功利用光控電機控制了一個催化反應。這使我們離實現納米工廠的願景又近了一步，在這個納米工廠裡，各種機器可以一起工作，就像生物細胞的情況一樣。研究成果發表在《American Chemical Society》上。
根據定義，馬達將能量轉化為特定類型的動能。例如，在分子水平上，蛋白質肌球蛋白可以利用化學能產生肌肉收縮。這種納米機械現在可以合成生產。不過，所用的分子比蛋白質小得多，複雜程度也明顯降低。
"機械物理定律不能簡單地應用於分子水平，"FAU有機化學系主任Henry Dube教授博士說。"例如，慣性在分子水平上不存在。在布朗運動的觸發下，粒子不斷地在運動。激活一個旋轉的電機是不夠的，需要加入一種棘輪機構，防止它向後轉。"
2015年在慕尼黑LMU時，Dube教授和他的團隊開發了一種由可見光碟機動的特別快的分子馬達。2018年，他們開發出了第一個僅由光碟機動的分子馬達，並且無論環境溫度如何都能發揮作用。一年後，他們開發出了一個變體，不僅能夠旋轉，還能進行八字運動。所有的馬達都是基於硫代靛藍分子，這是一種天然染料靛藍的不對稱變體，其中一個硫原子取代了氮原子。分子的一部分與分子的另一部分以相反的方向旋轉數步。能量驅動的步驟由可見光觸發，並修改分子，使反向反應受阻。
來到FAU後，Henry Dube首次使用2015年開發的旋轉電機來控制一個獨立的化學過程。它圍繞著半硫靛藍（hemithioindigo）的碳雙鍵分四步移動。由光反應觸發的四個步驟中的兩個可以用來控制催化反應。"綠光產生一種分子結構，將催化劑與半硫靛藍結合，藍光釋放催化劑，"化學家解釋說。
使用的是一種標準催化劑，它沒有任何金屬原子。利用靜電力，催化劑通過氫鍵與'馬達分子'中的氧原子對接。" 原則上，所有使用氫鍵的催化劑都可以使用。"半硫靛藍的最大優勢在於其先天結構具有催化劑的鍵合機制。"Dube教授解釋說。否則就必須使用化學合成來添加。
半硫靛藍電機的旋轉是由可見光控制的。同時，該系統可以有針對性地釋放和鍵合催化劑，加速或減速所需的化學反應。"這個項目是朝著以各種方式簡單地將分子馬達集成到化學過程中的重要一步，"Dube教授說。"這將讓我們將來可以像生產線一樣，使用分子機器高精度地合成複雜的藥物。"
論文標題為《Supramolecular Relay-Control of Organocatalysis with a Hemithioindigo-Based Molecular Motor》。