FCTUC / Cortesia
Bilim insanları suyun moleküler anahtarların işleyişine nasıl müdahale ettiğini keşfetmek için mikrodalgaları kullanıyor.
Coimbra Üniversitesi (FCTUC) Bilim ve Teknoloji Fakültesi Fizik Bölümü’nden (DF) araştırmacılardan oluşan bir ekip, Suyun moleküler anahtarların işleyişine mikroskobik düzeyde nasıl müdahale ettiğini keşfetmek için mikrodalgalar.
Moleküler anahtarlar, laboratuvarda sentezlendiğinde “özel olarak yapılandırılabilen” işlevlere sahip moleküllerdir.
Araştırmacı Sérgio Domingos ekliyor ifade Bu moleküllerin bir işlev görecek şekilde programlanabileceği “nano anahtar” Belirli dalga boylarındaki ışık darbelerini aldığında üç boyutlu yapısını değiştiren bu sistem, sonuç olarak diğer sistemlerle etkileşime girme olanağını “açabilir” ve “kapatabilir”.
Bu işlevleri tekrarlanabilir bir şekilde gerçekleştirebilen moleküller, sentetik moleküler makinelerin çeşitli uygulamalar için kavramsallaştırılmasında temel yapı taşlarıdır. biyoloji, tıp ve moleküler nanoteknoloji.
Coimbra Üniversitesi Fizik Merkezi’nden (CFisUC) araştırmacı Sérgio, “Ekip, aynı şasiye ancak farklı mobil ünitelere sahip iki moleküler anahtarın üç boyutlu yapısı ile enerji dengesi arasındaki ilişkiyi inceledi”, diye açıklıyor.
Araştırmacılar, “Araştırma grubumuzda, bu moleküllerin gaz fazındaki üç boyutlu yapısını gözlemlememize olanak tanıyan yüksek çözünürlüklü bir spektroskopi tekniği kullanıyoruz. Bunu yapmak için mikrodalga spektrometremizi kullanarak ışınlama yapıyoruz ve ardından moleküllerin emisyonlarını toplayarak dönme spektrumlarını yakalıyoruz” diye ekliyor.
Bu dönme spektrumu temel olarak “kuantum barkodu”araştırma ekibini gösterir.
“Tıpkı bir barkodun süpermarketteki her ürünü tanımlaması gibi, bu rotasyonel spektrum da bir her molekül için benzersiz çizgi deseni. Bu bize sadece farklı moleküler türleri (farklı kimyasal formüller) değil, aynı zamanda aynı kimyasal türün benimseyebileceği farklı yapıları da ayırt etmemizi sağlıyor; tıpkı iki olası yapıya sahip moleküler anahtarlarda olduğu gibi: açık veya kapalı” diye açıklıyorlar.
İlk adım, bu moleküler anahtarların tek başına ve diğer komşu moleküllerin müdahalesi olmadan nasıl davrandığını anlamaktır.
Daha sonra, moleküler anahtara her seferinde bir su molekülü ekleyerek bu sistemin çözelti içinde nasıl davrandığını gözlemleyin.
İlk çalışmak şunu gösterdi, Sisteme su ilave edilirken açık/kapalı form dengesi bozuluranahtar konumu tercihini tersine çevirerek.
Yazar Nuno Campos, “Bu gözlem son derece önemlidir, çünkü bu sistemin özelliklerinin yalnızca birkaç su molekülüyle çevrelendiğinde nasıl önemli ölçüde değişebileceğini bize bildirir” diyor.
İkinci çalışmak tahmin edilebileceği gibi daha basit olan ancak daha sonra ortaya çıkan başka bir moleküler anahtarı analiz eder. üst düzey teorik hesaplamalı kimya modellerinin çoğu için bir zorluktur.
Bu çalışma bilim camiasına bir notla sonuçlanmaktadır. Teorik tahminlere körü körüne güvenmemenin önemikarmaşık moleküler sistemlerin yapısal ve dinamik bilgilerini doğrulamak için deneysel ölçümlerin temel rolünü vurgulamaktadır.