Moleküler anahtar, iki veya daha fazla kararlı halde bulunabilen
bir moleküldür; molekül ısı, ışık, pH değişikliği, kimyasallara maruz kalma,
magnetik veya elektrik alanları gibi dış etkenlere bağlı olarak haller arasında
tersinir geçiş (geri dönüşümlü şift) yapabilir.
Bir molekül anahtarın halleri arasındaki bir şift,
geometrik, elektronik, optik, elektrik ve diğer özellikleri de dahil olmak
üzere, özelliklerinde ani bir değişime neden olur. Bir moleküler anahtarın en
iyi örneği, bir ortamın pH'sının değiştirilmesiyle rengini tersinir olarak
değiştiren bir pH indikatörüdür. Fotokromik indikatörler, cis-trans izomerizasyon
veya çevrim açma/kapama gibi, tersinir bir fotokimyasal reaksiyonu içerir
(Şekil 1).
Bu reaksiyonların çoğu, ısıtmaya tepki olarak ortaya çıkabilir;
örneğin, fragmanlarından biri azobenzen olan moleküller, ısıtıldığında şeklini
hızla değiştirebilir (Şekil 2). Dış etkilerin altındaki bir moleküler anahtarın
özelliklerinde meydana gelen herhangi bir değişiklik optik, elektriksel,
biyolojik v.s,. bir sinyal ile işaretlenir. Bu etkiden dolayı, moleküler
anahtarlar nanoelektronik cihazların bileşenleri olarak kullanılabilir.
Şekil-1: Bir fotokromik anahtarda çevrimin reversibil (geri
dönüşümlü) açılma ve kapanması
Şekil-2: Isı ve ışığa tutulan azobenzenin cis-trans izomerizasyonu
