Wiązania chemiczne sterowane na żądanie

Według publikacji, która ukazała się w "Science", międzynarodowy zespół naukowców opracował nową metodę selektywnej zmiany układu wiązań atomowych w obrębie pojedynczej cząsteczki za pomocą precyzyjnie kierowanych impulsów elektrycznych. Opracowanie nowej technologii chemii molekularnej opisywane jest jako przełom w tej dziedzinie.

Naukowcy od dłuższego czasu zajmują się tzw. "chemią selektywną", której celem jest tworzenie dokładnie takich wiązań chemicznych między atomami, jakie są oczekiwane i np. projektowane do realizacji konkretnych zadań. Te tak zwane maszyny molekularne zostały wyróżnione Nagrodą Nobla w dziedzinie chemii w 2016 r. Holenderski naukowiec Ben Feringa stworzył molekularny pojazd napędzany silnikami obracającymi się z prędkością 12 milionów obrotów na sekundę. Badacze tworzyli również pompy molekularne, mikroskopijne koła zębate i molekularne urządzenia do celowania w komórki rakowe.

Montaż tego typu mikroskopijnych maszyn to skomplikowane zadanie, które autorzy publikacji w "Science" porównują do "wkładania klocków Lego do pralki i liczenia na to, że kwintyliony molekuł w jakiś sposób złożą się w pożądany produkt". Ich metoda dąży do tego, by mniej polegać na szczęściu, a bardziej na precyzyjnej kontroli wiązań chemicznych. W eksperymentach wykorzystywali izomery strukturalne, cząsteczki, które mają ten sam skład atomowy, ale różne rozmieszczenie wiązań między tymi atomami. Za pomocą sondy skanującej w mikroskopie aplikowali impulsy napięcia elektrycznego, selektywnie zmieniając układ wiązań chemicznych, np. cząsteczka z dziesięcioczłonowym pierścieniem węglowym przekształcała się w cząsteczkę z cztero- i ośmioczłonowym pierścieniem lub z dwoma sześcioczłonowymi pierścieniami w środku.

Źródło: newatlas.com

Mirosław Usidus