Anonim

Nanoskolu uzgriežņu atslēga ir tikai 1, 7 nanometrus

Fizika

Lakshmi Sandhana

2015. gada 7. oktobris

Zils (ar molekulām) uzgriežņu atslēga, lai pielāgotu zaļo skrūvi (pilarēna gredzens), kas saistās ar dzelteno ķīmisko vielu "viesis " (kredīts: Severin Schneebeli)

Iedomājieties nanoskaru uzgriežņu atslēgu, kas spēj kontrolēt formas nanoskaļļu līmenī, lai izveidotu pielāgotas molekulas. Tas ir tas, ko Severin Schneebeli, universitātes Vermont ķīmiķis un viņa komanda ir izstrādājuši. Šī mini uzgriežņu atvēršana ir tikai 1, 7 nanometri, aptuveni simts tūkstoši reižu mazāka par cilvēka matiņu platumu.

Lai izveidotu uzgriežņu atslēgu, zinātnieki izmantoja jaunu pieeju, ko sauc par hiralitātes sintēzi, kas tiem ļauj noteikt lielu molekulu formas. Molekulai, kas ir hirāla, ir divas identiskas formas, kas spoguļojas pretēji vienam otram. Spēja precīzi kontrolēt lielu molekulu formas varētu palīdzēt zinātniekiem veidot sarežģītākas zāles, polimērus un citus sintētiskus materiālus.

Schneebeli un viņa komanda izveidoja C-veida molekulu sloksnes, izmantojot ogļu iegūto vielu, ko sauc par antracēnu. Atgādinot Legos, šīs sloksnes ir piemērotas viena otrai noteiktā ģeometriskā orientācijā, piešķirot tam īpašu formu. Iegūtais uzgriežņatslēgs saglabā savu formu dažādos apstākļos.

"Tas pilnībā saglabā savu formu, " Schneebeli paskaidro, pat dažādos šķīdinātājos un dažādās temperatūrās, "kas padara to iepriekš sakārtotu, lai saistītu ar citām molekulām vienā konkrētā veidā."

Piemēram, uzgriežņu atslēga labi savienojas ar lielām molekulām, ko sauc par pilarēna makrocikliem, kurus lieto, lai pārveidotu citas ķīmiskās vielas, potenciāli lietojot no gaismas izstarojošām vielām līdz kontrolētai zāļu piegādei. Uzgriežņu atslēga ļauj ķīmiķiem attāli mainīt ķīmiskās vides pillarenē, tāpat kā mehāniķis var nomainīt ārējo skrūvi, lai pielāgotu motora veiktspēju. Turklāt uzgriežņu atslēga piestiprina pillarēna iekšpusei, kas ap simts reizēm stiprākas.
Komanda veica detalizētus simulācijas, lai precīzi novērtētu, kā darbojas uzgriežņu atslēga. Precīza atslēga 's formas kontrole ļāva viņiem uzzināt, kas varētu notikt, pirms tie sāka vielas sintezēt laboratorijā.
Turpinot uz priekšu, komanda plāno mainīt C-veida gabalus, lai radītu cita veida formas. Pašlaik komanda strādā pie tādas spirāles izveidošanas, kas ir tik elastīga kā īsts pavasaris, bet var saglabāt savu formu pat tad, ja tas ir stresa apstākļos.
"Šī spirālveida forma varētu būt īpaši spēcīga un elastīga, " saka Schneebeli. "Tas varētu radīt jaunus materiālus, varbūt drošākām ķiverēm vai kosmosa materiāliem. Lielajā attēlā šis darbs norāda uz sintētiskiem materiāliem ar īpašībām, kurām šodien nav materiālu."
Komandas rezultāti tika iesniegti tiešsaistē nesen žurnālā Angewandte Chemie .

Avots: Vērmontas universitāte

Zils (ar molekulām) uzgriežņu atslēga, lai pielāgotu zaļo skrūvi (pilarēna gredzens), kas saistās ar dzelteno ķīmisko vielu "viesis " (kredīts: Severin Schneebeli)

Ieteicams Redaktora Izvēle