Новое исследование проливает свет на движение молекул

Новое исследование показало, как синтетические самодельные волокна могут управлять движением молекул, которые могут подпитываться светом на больших расстояниях, – открытие, которое может открыть путь к новым способам использования света в качестве источника устойчивой энергии.


Исследователи из Ноттингемского университета впервые использовали путь собранных молекул жидкости, по которому движущиеся молекулы могут двигаться с помощью света. Исследование «Управляемое светом движение молекул в микронном масштабе» было опубликовано сегодня в Химия природы.

Профессор Дэвид Амабилино из школы химии Ноттингемского университета – один из ведущих исследователей, он объясняет: «В живых организмах молекулярные моторы движутся по определенным молекулярным путям, это важная часть функции клетки. Мы показали, что синтетическое самодельное молекулярное волокно в жидкости ведет себя как путь для движения молекулярного путешественника на расстояние, в 10000 раз превышающее его длину. Свет действует как топливо, стимулируя движение, в то время как молекулярный переключатель, смешанный с системой, очевидно, толкает путешественника по пути.

Система впервые имитирует движение, происходящее по волокнам в клетках. Это очень захватывающее открытие, поскольку, если мы сможем найти способы использовать потенциал света в этом процессе, это может проложить путь для использования в активируемых светом лекарств, новых способов использования световой энергии в качестве источника энергии и создания новых устойчивые способы выполнения химических задач ».

Команда использовала взаимодействия между противоположно заряженными химическими группами и создала движение этой статической системы, введя в волокна переключающуюся молекулу, которая довольно быстро движется вперед и назад. Освещение этого пути ослабляет взаимодействие молекул-путешественников с траекторией, когда они движутся по ней, что может быть на некотором расстоянии. Если бы молекула была нашего размера, они переместились бы на 10 км.

Тепло выделяется, когда коммутирующие молекулы облучаются, и это тепло имеет локальный эффект, который помогает путешественнику двигаться, поэтому механическое движение переключателя и тепло, которое выделяется, когда оно происходит, важны для обеспечения работы системы.

Для наблюдения этих эффектов команда использовала специальный оптический микроскоп, который позволял одновременно возбуждать молекулы – заставляя их двигаться – и наблюдать за ними, когда они излучают свет (движущиеся молекулы флуоресцентны).

Соавтор исследования Марио Сампери добавляет: «Система, которую мы приготовили, очень чувствительна к растворителю, в котором образуются волокна. В жидкости с крепостью крепкого виски движущиеся молекулы перемещаются по волокнам в другое место, тогда как, когда жидкость является силой более слабого лимончелло, кольца перестроенных волокон образуются там, где путешественники двигались, и включаются во вновь образовавшуюся круговую дорожку.

Мы хотим иметь возможность транспортировать другие молекулы из одного места в другое контролируемым образом, чтобы движущиеся молекулы могли переносить пакет из одного места в другое, имитируя природу, но используя свет в качестве энергии ».

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments