„Neįmanomas“ molekulinis surinkimas: mokslininkai rado būdą neįprastoms medžiagoms kurti

Dirbtinė sistema, tokia kaip nanomotoras, susidaro, kai jos molekuliniai komponentai savaime organizuojasi ir pasiekia termodinaminės pusiausvyros būseną. Tačiau kalbant apie gyvus organizmus, jie funkcionuoja būdami toli nuo saviorganizacijos ir termodinaminės pusiausvyros.

Užkirsti kelią saviorganizacijai ir atkurti tokius į gyvas būtybes panašius mechanizmus dirbtinėmis sistemomis yra sudėtingas uždavinys. Tačiau jį išsprendus, būtų galima sukurti naujas medžiagas, kurias būtų galima panaudoti, pavyzdžiui, kuriant išmaniuosius vaistus ir aktyviąsias medžiagas, teigia mokslininkai.

Tyrimo autoriai savo eksperimentui naudojo dvi molekules: žiedinį ciklodekstriną ir siūlinį azobenzeno darinį. Pirmasis sudarytas iš gliukozės ir naudojamas vaistams, maisto priedams ir valymo priemonėms pernešti. Tuo tarpu antroji turi neįprastą gebėjimą keisti formą veikiant šviesai.

Abiem molekulėms sąveikaujant vandenyje, susidarė du kompleksai: kompleksas A ir kompleksas B. Tik kompleksas A buvo termodinamiškai stabilus, jis formavosi lėtai ir galėjo egzistuoti net nesant šviesos.

Kai abi molekulės sąveikavo esant regimajai šviesai, azobenzeno molekulė sulinko, todėl kompleksas suiro, nes jo nauja forma nebeatitiko ciklodekstrino ertmės.

Dėl šio sistemos saviorganizacijos sutrikimo susidarė greitai besiformuojantis, bet mažiau stabilus kompleksas B. Trumpalaikis nestabilus kompleksas B yra naujas produktas, kurio negalima sukurti, jei dirbtinė sistema laikosi savo pradinės prigimties.

Mokslininkų teigimu, saviorganizacijos mechanizmas kartu su fotochemine reakcija leidžia panaudoti šviesos energiją nestabilioms medžiagoms surinkti. Išjungus šviesą, azobenzenas grįžta į pradinę formą ir susidaro A kompleksas. Tuo pat metu nėra jokių komplekso B požymių, teigė mokslininkai. Šis eksperimentas parodė, kad galima sukurti naujas dirbtines sistemas, valdant jų saviorganizacijos mechanizmą.

Mokslininkai teigia, kad taikant jų metodą ir toliau jį tobulinant, galima sukurti naujus cheminės sintezės metodus ir prietaisus, pavyzdžiui, nanomotorius, galinčius veikti ne pusiausvyros sąlygomis. Tai leis sukurti naujas neįprastas medžiagas, medžiagas ir technologijas, kurios, be kita ko, gali būti naudojamos medicinoje.

Šaltinis: focus.ua