Химики синтезировали молекулярную структуру с необычными свойствами
Наномоторы и прочие искусственные системы формируются, когда молекулярные компоненты самособираются и достигают состояния термодинамического равновесия. Естественные системы формируются и воспроизводят себя без самосборки и термодинамического равновесия. Для искусственных систем это слишком сложно, хотя и привлекательно: так можно было бы создавать новые вещества для активных материалов или лекарств. Тем не менее, команда исследователей из Италии смогла создать структуру, лишенную термодинамического равновесия.
Авторы исследования использовали для эксперимента две кольцевые молекулы: циклодекстрин и производную нитевидного азобензола, обладающего странной способностью менять форму под действием света. Попав в воду, молекулы сформировали два комплекса, А и В. Первый был термодинамически устойчивым, формировался медленно и мог существовать даже в полной темноте. Однако когда оба комплекса взаимодействуют со светом, молекула азобензола изгибается, и весь комплекс разрушается.
Это разрушение в самосборке системы приводит к формированию менее стабильного комплекса В. Это новая искусственная структура, которая не может возникнуть, если искусственная система следует естественному пути развития.
Механизм самосборки в сочетании с фотохимической реакцией позволяет использовать энергию света для накопления нестабильных продуктов. Если свет выключить, азобензол возвращается в исходное состояние, и формируется комплекс А. Никаких признаков комплекса В не остается, пишет IE.
Эксперимент химиков из Университета Болоньи показал возможность создания новых методов химического синтеза и наноструктур, работающих в неравновесных условиях. «Простота и гибкость нашего подхода вместе с тем фактом, что видимый, т. е., солнечный свет - чистый и устойчивый источник энергии, позволяют нам предвосхищать разработки в различных областях технологии и медицины», - сказал Альберто Креди, один из авторов исследования.