Химикам удалось отследить процесс мгновенного превращения наночастиц

Фото из открытых источников

Ученым из университета Канадзавы удалось отследить скрытый механизм работы «молекулярного переключателя», меняющего форму в процессе реакции на химические сигналы. Они искусственно затормозили механизм и впервые смогли проследить за ним в режиме онлайн. Статью опубликовали в Journal of the American Chemical Society.

Такие реагирующие молекулы все чаще попадают в фокус внимания научного сообщества. Умение частиц извлекать информацию об окружающей среде и в соответствии с ней изменять свое состояние учёные считают фундаментальным свойством для создания молекулярных машин и вычислительных систем будущих поколений.

Основной проблемой в разработке подобных наноустройств до сих пор было то, что химический триггер срабатывает чересчур быстро. Приборы фиксируют только начальное и финишное состояние молекул, но сам путь структурных преобразований в поле зрения не попадает.

Чтобы обойти это препятствие, эксперты синтезировали особую молекулярную клетку, состоящую из трех переплетенных нитей. Входы во внутреннюю полость конструкции отчасти закрыты, отчего процесс попадания внутрь стал занимать несколько часов против прежних долей секунды.

Далее исследователи внесли в раствор ионы цезия, что помогло отследить постепенное изменение структуры. Ион, как оказалось, не заставляет клетку менять форму, а ищет и вступает в реакцию с менее распространенными «левосторонними» формами молекулы, придавая им больше стабильности.

Открытия показывает, что скорости реакций молекулярных систем поддаются инженерной корректировке. Она позволит создавать интеллектуальные материалы, способные гибко отзываться на разные химические сигналы.