Вчені УВМ створили нанорозмірний ключ для створення небачених раніше матеріалів

Ми робимо на замовлення чохли для наших смартфонів, кросівки на замовлення з наших фотографій та обкладинки для наших ноутбуків. А тепер, завдяки прориву вчених з Університету Вермонта, ми зможемо використовувати наногайковерти для створення індивідуальних молекул, які можуть стати основою для наступного покоління синтетичних матеріалів і ліків.

Команда дослідників на чолі з доцентом хімії UVM Северином Шнебелі відкрила спосіб створення нанорозмірного ключа, який можна використовувати для коригування форми інших молекул. Подібно до того, як механік використовує ключ для регулювання болта, ці нанорозмірні ключі можуть бути використані для регулювання хімічного середовища всередині інших молекул і точної зміни симетрії молекули. Ці новоутворені молекули потім можуть бути об’єднані для формування нових синтетичних матеріалів “з властивостями, які на сьогоднішній день не має жоден матеріал”.

Наногайковий ключ формується з використанням принципів хіральності, коли молекула має дві ідентичні, але протилежні форми, подібно до лівої і правої руки людини. Оскільки вони є хіральними, ці молекули можуть бути з’єднані разом в одній орієнтації, подібно до деталей конструктора Лего, які підходять один до одного певним чином. Це односпрямоване з’єднання означає, що структура може приймати лише одну форму і не скручуватися або обертатися в різні форми. “Він повністю зберігає свою форму, навіть у різних розчинниках і при різних температурах”, – пояснює Шнебелі. Ця властивість “робить його заздалегідь організованим для зв’язування з іншими молекулами одним конкретним способом”.

• Матеріалознавці знайшли спосіб зробити графен вдвічі міцнішим
• Керовані світлом нанорозмірні пилки вбивають ракові клітини, просвердлюючи в них отвори
• Найміцніший у світі вузол може призвести до прориву в матеріалознавстві

Команда UVM виявила, що С-подібний наногайковий ключ надійно зв’язується з “піллареновими макроциклами”, великим класом молекул, які є багатообіцяючими в експериментах з контрольованої доставки ліків та інших додатках. Команда змогла маніпулювати піллареновими кільцями всередині макроциклів і зробити зв’язок всередині кілець у сто разів міцнішим. Шнебелі використовували комп’ютерне моделювання для прогнозування дії ключа і подальшого жорсткого зв’язування молекул, що дозволило їм дізнатися, що станеться з системою до того, як синтезувати її в лабораторії. Після імітаційних досліджень Шнебелі і його команда використовували мас-спектрометр і ЯМР-спектрометр для підтвердження прогнозів моделі.

Після публікації своїх результатів в хімічному журналі Angewandte Chemie, команда сподівається модифікувати свої С-подібні наногайкові ключі і створити гвинтовий ключ, який буде гнучким, як пружина, і все ще триматиме свою форму під навантаженням. Цей гвинтовий ключ та інші майбутні форми можуть бути використані для створення ще більшої кількості нових матеріалів, деякі з яких можуть мати революційні властивості.

Рекомендації редакції

• Вчені створили презерватив, який самозмащується під час сексу. На здоров’я!
• Посунься, графен! Галенен – новітній 2D-матеріал на блокчейні
• Вчені змішують органи, додають міцне мило і створюють новий біоактивний матеріал
• Вчені використовують лазери для створення мікроелектроніки нового покоління без напівпровідників
• Новий нанорозмірний МРТ-апарат побив кілька світових рекордів

Source: digitaltrends.com