Стив Granick, директор МБС-центр для мягкой и живой материи и доктор Хуан ван, старший научный сотрудник, отчет вместе с 5 междисциплинарные коллег по 31 июля в выпуске журнала Science, что обычные химические реакции ускорения броуновской диффузии, отправив дальней погода в окружающий растворитель.
Выводы нарушают центральная догма химии, что молекулярная диффузия и химические реакции не имеют никакого отношения. Отметить, что молекулы возбуждаются химическая реакция-это «новое и неизведанное», — сказал Granick. «Когда одно вещество превращается в другое путем разрыва и формирования связей, это на самом деле заставляет молекулы двигаться быстрее. Это как если бы химические реакции перемешать себя естественно».
«В настоящее время природа делает отличную работу по производству молекулярных машин, но в естественном мире ученые так и не понял достаточно хорошо, как проектировать этот комплекс», — сказал Ван. «За любопытства, чтобы понять мир, мы надеемся, что на практике это может быть полезным в руководстве задумались о преобразования химической энергии для молекулярного движения в жидкостях, для нанороботы, точной медицины и экологичного материала синтез».
Неожиданные волны генерируются в результате химических реакций, особенно, когда катализируется (ускоряется сами вещества не потребляется), распространяются на большую дальность. Для химиков и физиков, эта работа бросает вызов мнению, что учебник молекулярной подвижности и химической реакции не связаны, и что реакции влияют только на близлежащих окрестностях. Для инженеров, эта работа демонстрирует мощный новый подход к дизайну наномоторы на подлинно молекулярном уровне.
Скрининг 15 органических химических реакций, исследователи изучают химические реакции, которые являются рабочими лошадками с широким применением в органической химической, фармацевтической и перерабатывающей промышленности. Например, «клик» реакции помогать ассамблее библиотек медико-биологических соединений для скрининга и «Граббс» реакция используется для пластика производство. Их экономический эффект является основным. Оценки показывают, что большинство всех производимых изделий требуется где-то катализ в их последовательности производства.
Ван заметил с восторгом: «Вот, мы как ребенок, делающий свои первые шаги и столько прекрасную возможность вырастить этого ребенка.»
В проектировании своем исследовании ученые были био-вдохновленный заметив, что движения могут быть приведены в действие с помощью ферментов и других молекулярных моторов, которые широко распространены в живых системах. Пионерские более ранней работе доктор Ай-молодых Джии в одноименном исследовательском центре, показали это. Но нет консенсуса среди ученых, если эти отчеты могли быть правильно расширена за пределами биологии. Проанализировав проблему, ученые сделали высокой степенью риска, аргумент высокие выплаты. Они предположили, что явление может служить подход, чтобы понять молекулярные машины в реальном мире.
Проверки их гипотезы, команда разработаны новые аналитические методы. Профессор Цви Tlusty, теоретик, предсказал, что катализаторы в градиентах реакция должна мигрировать «в гору» в сторону меньшей диффузии. Профессор Юн-Кьянг Чо, микрофлюидика эксперт, разработанный специально микрофлюидика чип, чтобы проверить эту идею. Доктор Ruoyu Донг, научный сотрудник, проведено численное компьютерное моделирование. «Наша междисциплинарная команда отреагировала очень быстро к исследованию возможностей благодаря исследованиям свободу корейского Института фундаментальной науке», — сказал Granick.
Команда представлена указания, показывающие, что величина увеличения диффузии в различных системах зависит от скорости выделения энергии. Эти руководящие принципы могут быть полезны практически для оценки эффекта в пока еще непроверенные реакции. Помимо этого, исследование является очень полезным для расширения понимания активных веществ, собирательный термин, который традиционно относится к вещи, как клетки и микроорганизмы.
Granick пришел к выводу: «в области активных материалов, довольно новый и быстро растет, обогащается этим открытием, что химические реакции ведут себя как nanoswimmers из отдельных молекул, которые нагнетают суп реакцию. Понятие активных материалов показал свое значение в сложной центральная догма химии».
Эти результаты были опубликованы в 31 июля 2020 году выпуск журнала Science. Исследование выполнено при СРК центр для мягкой и живой материи авторами Хуан ван, парк Myeonggon, Ruoyu Донг, игры junyoung Ким, Юн-Кьянг Чо, Tlusty Цви, и Стив Granick.
почувствуйте разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!