13:29 2022-07-05
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Fizicienii decodifică interacțiunea dinamică dintre mașinile moleculare în cadre metal-organice
_ Fizicienii decodifică interacțiunea dinamică dintre mașini moleculare în cadre metal-organice
Fizicienii de la Universitatea din Münster sunt primii care dezvăluie cu succes interacțiunea dinamică a unei clase de mașini moleculare artificiale — așa-numitele navete moleculare — prin utilizarea simulărilor molecular-dinamice . Studiul a fost publicat acum în Science Advances.
Mașinile moleculare controlează un număr considerabil de procese fundamentale din natură. Încorporate într-un mediu celular, aceste procese joacă un rol central în transportul intracelular și intercelular al moleculelor, precum și în contracția musculară la oameni și animale. Pentru ca întregul organism să funcționeze, este esențială o orientare și aranjare bine definită a mașinilor moleculare. De exemplu, încorporarea specifică a proteinelor motorii - care formează o clasă de mașini biomoleculare - permite o interacțiune dinamică să aibă loc între nenumăratele proteine. Ca urmare, mișcarea la nivel molecular este amplificată și transferată prin diverse mărimi până la nivel macroscopic.
Inspirată de aceste sisteme biologice, dezvoltarea materialelor de tip celular bazate pe mașini moleculare artificiale este un curent Domeniul cercetării. Pentru a utiliza cooperativitatea moleculară a acestor mașini în materiale corespunzătoare în mod specific pentru aplicații în știința materialelor sau medicină, o înțelegere detaliată atât a înglobării moleculare într-o matrice, cât și a interacțiunilor intermoleculare este decisivă. Elena Kolodzeiski și dr. Saeed Amirjalayer de la Institutul de Fizică de la Universitatea din Münster sunt primii care dezvăluie cu succes interacțiunea dinamică a unei clase de mașini moleculare artificiale — așa-numitele navete moleculare — prin utilizarea simulărilor molecular-dinamice.
Navetele moleculare sunt construite din molecule în formă de gantere și în formă de inel care sunt legate între ele prin legături mecanice. "Această legătură mecanică la nivel molecular duce la posibilitatea ca inelul să se deplaseze direcționat dintr-o parte în alta de-a lungul axei. Această mișcare specifică a pendulului a fost deja folosită pentru a dezvolta mașini moleculare", explică Amirjalayer, care a condus studiul și recent. s-a mutat la Institutul de Teorie a stării solide de la Universitatea Münster.
Pe baza acestui fapt, cercetătorii din întreaga lume lucrează la o utilizare țintită a acestor mașini moleculare în materiale funcționale. Cadrele metal-organice, care sunt asamblate într-o abordare modulară de către unități de construcție organice și anorganice, se arată a fi o matrice promițătoare pentru încorporarea acestor molecule interconectate mecanic în structurile de tip celular. Deși o serie de aceste sisteme au fost sintetizate în ultimii ani, o înțelegere fundamentală a proceselor dinamice din aceste materiale a lipsit în mare parte.
„Studiul nostru oferă o perspectivă detaliată asupra modului în care mașinile încorporate funcționează și interacționează. ”, spune autoarea principală Elena Kolodzeiski. „În același timp, am reușit să derivăm parametri care fac posibilă variarea tipului de mișcare a navetelor moleculare în cadrul cadrelor metalo-organice.”
Un control țintit al dinamicii oferă posibilități promițătoare. pentru influenţarea proprietăţilor de transport ale moleculelor din membrane sau pentru coordonarea proceselor catalitice. Cercetătorii speră că simulările lor dinamice moleculare vor forma baza pentru noi tipuri de materiale pentru aplicații catalitice și medicale. Cât de eficiente pot fi astfel de materiale este demonstrat de diferitele funcționalități ale mașinilor moleculare din celulele biologice.
Comentarii:
Adauga Comentariu