Boloniya Universitetinin professoru Alberto Credinin rəhbərlik etdiyi bir qrup fotokimyəvi (yəni, işıqla törədilən) reaksiyaların və öz-özünə yığılma proseslərinin ustaca birləşməsindən istifadə edərək, halqavari molekulun boşluğuna filiform molekul yerləşdirməyi bacardı. termodinamik tarazlıqda mümkün olmayan yüksək enerjili həndəsə görə. Başqa sözlə, işıq, əks halda əlçatmaz olan molekulyar “uyğunluq” yaratmağa imkan verir.

“Biz göstərdik ki , sulu məhlula işıq enerjisi verməklə molekulyar öz-özünə yığılma reaksiyasının termodinamik minimuma çatmasının qarşısını almaq olar, nəticədə məhsulun paylanması tarazlıqda müşahidə edilənə uyğun gəlmir” – Alberto Credi deyir.

“Canlı orqanizmlərdə bir çox funksiyaların kökündə dayanan belə bir davranış süni molekullarda zəif tədqiq olunur, çünki planlaşdırmaq və müşahidə etmək çox çətindir. Bizim yanaşmamızın sadəliyi və çox yönlü olması, görünən işığın – yəni. , günəş işığı — təmiz və dayanıqlı enerji mənbəyidir, texnologiya və tibbin müxtəlif sahələrində inkişafları qabaqcadan görməyə imkan verir.”

Araşdırma Chem jurnalında dərc olunub

Nanometr miqyasında strukturları olan sistem və materialların əldə edilməsi üçün molekulyar komponentlərin öz-özünə yığılması nanotexnologiyanın əsas proseslərindən biridir. O, termodinamik tarazlıq vəziyyətinə, yəni minimum enerji vəziyyətinə çatmaq üçün molekulların təkamül meylindən istifadə edir.

Halbuki canlılar termodinamik tarazlıqdan kənarda baş verən kimyəvi çevrilmələrlə fəaliyyət göstərir və ancaq xarici enerji təmin etməklə baş verə bilər.

Bu cür mexanizmlərin süni sistemlərlə çoxaldılması mürəkkəb və iddialı bir problemdir və bu, yerinə yetirildiyi təqdirdə, stimullara cavab verə bilən və ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqə qura bilən, məsələn, ağıllı dərmanlar və aktiv maddələr hazırlamaq üçün istifadə edilə bilən yeni maddələrin yaradılmasına imkan verə bilər. materiallar.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1735364125&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-12-driven-method-molecular-impossible.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMxLjAuNjc3OC4yMDUiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjA1Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjA1Il0sWyJOb3RfQSBCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1735364125275&bpp=2&bdt=136&idt=2&shv=r20241212&mjsv=m202412090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1735364076%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1735364076%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1735364076%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6127959057503&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1872&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=42533202%2C31089325%2C31089329%2C95331832%2C31088250%2C95345966%2C95347432&oid=2&pvsid=3819044917938217&tmod=1690496839&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=4&uci=a!4&btvi=1&fsb=1&dtd=6

Molekulyar uyğunluq

Bir-birinə bağlanan komponentlər siklodekstrinlər, kəsilmiş konus formalı içi boş suda həll olunan molekullar və işığın təsiri altında formasını dəyişən azobenzol törəmələridir. Suda bu komponentlər arasındakı qarşılıqlı təsirlər, filiform azobenzol növlərinin siklodekstrin boşluğuna daxil edildiyi supramolekulyar komplekslərin meydana gəlməsinə səbəb olur.

Bu araşdırmada filiform birləşmənin iki fərqli ucu var; siklodekstrinin iki kənarı da fərqli olduğundan, birincinin ikinciyə daxil edilməsi iki komponentin nisbi oriyentasiyası ilə fərqlənən iki fərqli kompleks yaradır.

Kompleks A kompleks B kompleksindən daha sabitdir, lakin ikincisi birincidən daha sürətli əmələ gəlir. İşıq olmadıqda, tarazlıqda yalnız termodinamik cəhətdən əlverişli kompleks, yəni A müşahidə olunur.

Məhlulu görünən işıqla şüalandırmaqla, azobenzol siklodekstrinə bənzər genişlənmiş konfiqurasiyadan boşluğa uyğun gəlməyən əyilmiş konfiqurasiyaya çevrilir; nəticədə kompleks dissosiasiya olunur. Bununla belə, eyni işıq azobenzonu yenidən əyilmiş formadan uzadılmış forma çevirə bilər və parçalanmış komponentlər yenidən yığıla bilər.

B kompleksi A-dan daha sürətli əmələ gəldiyi üçün, davamlı işıqlandırma altında B kompleksinin dominant məhsul olduğu sabit vəziyyətə çatır. İşıq söndürüldükdən sonra azobenzol yavaş-yavaş uzadılmış formaya qayıdır və bir müddət sonra yalnız A kompleksi müşahidə olunur.

Fotokimyəvi reaksiya ilə birləşən bu öz-özünə yığılma mexanizmi qeyri-sabit məhsulların yığılması üçün işığın enerjisindən istifadə etməyə imkan verir, beləliklə, kimyəvi sintezin yeni metodologiyalarına və işləyən dinamik molekulyar materialların və cihazların (məsələn, nanomotorlar) inkişafına zəmin yaradır. canlılara bənzər qeyri-tarazlıq şəraitində.

Tədqiqat Alma Mater, İspaniyanın Korunya Universiteti və Bolonyadakı Isof-Cnr İnstitutunun Sənaye Kimyası “Toso Montanari”, Kimya “Ciamician” və Kənd Təsərrüfatı və Qida Elmləri və Texnologiyaları şöbələri arasında əməkdaşlığın nəticəsidir.

Daha çox məlumat: Diastereomerik host-qonaq sistemlərinin işıqla idarə olunan ratcheted formalaşması, Chem (2024). DOI: 10.1016/j.chempr.2024.11.013 . www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(24)00597-7

Jurnal məlumatı: Chem 

Bolonya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir