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- Molecular gyroscopes are chemical compounds or supramolecular complexes containing a rotor that moves freely relative to a stator, and therefore act as gyroscopes. Though any single bond or triple bond permits a chemical group to freely rotate, the compounds described as gyroscopes may protect the rotor from interactions, such as in a crystal structure with low packing density or by physically surrounding the rotor avoiding steric contact. A qualitative distinction can be made based on whether the activation energy needed to overcome rotational barriers is higher than the available thermal energy. If the activation energy required is higher than the available thermal energy, the rotor undergoes "site exchange", jumping in discrete steps between local energy minima on the potential energy surface. If there is thermal energy sufficiently higher than that needed to overcome the barrier to rotation, the molecular rotor can behave more like a macroscopic freely rotating inertial mass. For example, several studies in 2002 with a p-phenylene rotor found that some structures using variable-temperature (VT) solid-state 13C CPMAS and 2H NMR were able to detect a two-site exchange rate of 1.6 MHz (over 106/second at 65 °C), described as "remarkably fast for a phenylene group in a crystalline solid", with steric barriers of 12–14 kcal/mol. However, tert-butyl modification of the rotor increased the exchange rate to over 108 per second at room temperature, and the rate for inertially rotating p-phenylene without barriers is estimated to be approximately 2.4 x 1012 revolutions per second. (en)
- 분자 자이로스코프(Molecular gyroscopes)는 고정자를 중심으로 자유롭게 회전할 수 있는 가 존재하여 자이로스코프 역할을 할 수 있는 화합물 또는 초분자 복합체이다. 작용기의 단일 결합이나 삼중 결합은 자유롭게 회전이 가능하지만, 자이로스코프의 역할을 하는 화합물은 낮은 를 가진 결정 구조나 물리적으로 둘러싸인 회전자의 입체 효과를 막는 것 등과 같이 외부의 상호작용으로부터 회전자를 보호할 수 있다. 분자 자이로스코프의 질적 차이는 회전 장벽을 극복하는 데 필요한 활성화 에너지가 사용 가능한 열에너지보다 높은지 아닌지에 따라서 나타난다. 필요한 활성화 에너지가 사용 가능한 열에너지보다 높을 경우, 회전자는 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 에서 자유롭게 관성 회전할 수 있다. 예를 들어, 2002년 p-페닐렌에 대한 여러 연구에서 온도 변화 가능한 13C 와 를 이용한 일부 구조에서 1.6 MHz의 양측 교환율(65°C에서 초당 106회)를 감지했으며, 12~14 kcal/mol의 입체 효과 장벽에서 이는 "결정질 고체에서 페닐린 화합물에 대해 현저하게 빠른 속도"라고 설명되었다. 그러나, 의 회전자 변형의 예에서는 상온에서 초당 108회의 교환율로 증가했으며, 장벽 없는 p-페닐렌의 관성 회전 속도는 대략 2.4 x 1012 RPM을 보여주는 것을 나타냈다. (ko)
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- 분자 자이로스코프(Molecular gyroscopes)는 고정자를 중심으로 자유롭게 회전할 수 있는 가 존재하여 자이로스코프 역할을 할 수 있는 화합물 또는 초분자 복합체이다. 작용기의 단일 결합이나 삼중 결합은 자유롭게 회전이 가능하지만, 자이로스코프의 역할을 하는 화합물은 낮은 를 가진 결정 구조나 물리적으로 둘러싸인 회전자의 입체 효과를 막는 것 등과 같이 외부의 상호작용으로부터 회전자를 보호할 수 있다. 분자 자이로스코프의 질적 차이는 회전 장벽을 극복하는 데 필요한 활성화 에너지가 사용 가능한 열에너지보다 높은지 아닌지에 따라서 나타난다. 필요한 활성화 에너지가 사용 가능한 열에너지보다 높을 경우, 회전자는 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 에서 자유롭게 관성 회전할 수 있다. 예를 들어, 2002년 p-페닐렌에 대한 여러 연구에서 온도 변화 가능한 13C 와 를 이용한 일부 구조에서 1.6 MHz의 양측 교환율(65°C에서 초당 106회)를 감지했으며, 12~14 kcal/mol의 입체 효과 장벽에서 이는 "결정질 고체에서 페닐린 화합물에 대해 현저하게 빠른 속도"라고 설명되었다. 그러나, 의 회전자 변형의 예에서는 상온에서 초당 108회의 교환율로 증가했으며, 장벽 없는 p-페닐렌의 관성 회전 속도는 대략 2.4 x 1012 RPM을 보여주는 것을 나타냈다. (ko)
- Molecular gyroscopes are chemical compounds or supramolecular complexes containing a rotor that moves freely relative to a stator, and therefore act as gyroscopes. Though any single bond or triple bond permits a chemical group to freely rotate, the compounds described as gyroscopes may protect the rotor from interactions, such as in a crystal structure with low packing density or by physically surrounding the rotor avoiding steric contact. A qualitative distinction can be made based on whether the activation energy needed to overcome rotational barriers is higher than the available thermal energy. If the activation energy required is higher than the available thermal energy, the rotor undergoes "site exchange", jumping in discrete steps between local energy minima on the potential energy s (en)
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- 분자 자이로스코프 (ko)
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