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化学反应产生的意外涟漪违反了一份化学的中央宗旨

2021-10-26 08:50:17来源:

韩国的IBS研究人员扩展了对化学反应中能量流动的理解,并表明它可能产生有用的分子游泳运动员。

STEVE GANICK,STEVE GANICK柔软和生活财务中心主任,高级研究员桓王博士,与5次跨学科同仁一起报告,常见化学反应通过发送远程加速布朗斯扩散的杂志涟漪进入周围的溶剂。

调查结果违反了化学的中央教条,分子扩散和化学反应是无关的。为了观察到分子通过化学反应为“新的和未知”是“新的,”的颗粒。“当一种物质通过破碎和形成键变换到另一个物质时,这实际上使得分子更快地移动。好像化学反应自然一样搅拌。“

“目前,自然做出了一项优异的生产分子机器,但在自然世界科学家们没有得到足够的理解,如何设计这种财产,”王说。“超越了解世界的好奇心,我们希望这实际上这可能变得有助于引导粉丝在液体中转换化学能的思考,用于纳米藻醇,精密药物和更环形的材料合成。”

由化学反应产生的意外涟漪,特别是当催化时(通过物质不均匀地消耗的物质),传播远射。对于化学家和物理学家来说,这项工作挑战了分子运动和化学反应分离的教科书视图,并且该反应仅影响附近附近。对于工程师来说,这项工作表明了在真正的分子水平上设计纳米热管的强大新方法。

筛选15种有机化学反应,研究人员研究了有机化学,制药和材料行业内具有广泛应用的职能的化学反应。例如,“点击”反应辅助生物医学化合物的文库组装用于筛选和用于塑料制造的“Grubbs”反应。他们的经济影响是主要的。估计表明,大多数制造的所有产品都需要在其生产序列中的某处催化。

王热情:“现在,我们就像一个婴儿带她的第一步,并且有这么多令人兴奋的机会来发展这个宝宝。”

在设计他们的研究时,研究人员通过注意到运动可以由酶和其他在生活系统中普遍存在的其他分子电机供电的运动来启发。在同一研究中心的Ah-Young Jee博士之前,先锋早期工作展示了这一点。但如果这些报告可以正确扩展到外部生物学,科学家之间没有共识。分析问题,研究人员具有高风险,高收益的论点。他们假设这一现象将形成一种了解现实世界中的分子机器的方法。

测试他们的假设,该团队开发了新的分析技术。理论家Tsvi Tlusty教授预测反应梯度的催化剂应在较小的扩散率方向上迁移“上坡”。Microfluidics专家Yoon-Kyoung Cho教授设计了一种定制的Microfluidics芯片来测试这个想法。研究员若龙博士进行了数控模拟。“由于韩国基础科学研究所的研究自由,我们的跨学科团队令人难以置信地回应了研究机会,”鬼子里克说。

该团队提出了指导方针,表明不同系统的扩散量增加取决于能量释放率。这些准则实际上是有用的,以估算尚未测试的反应中的效果。除此之外,该研究对于扩大对活性材料的理解非常有用,传统上是指细胞和微生物等物品的集体术语。

小明克结束:“活性材料的领域,相当新的和快速增长,通过这一发现,化学反应表现为纳米纺织物,其由致反应汤搅拌反应汤的近分子。积极材料的概念表明了它在挑战化学的中央教条方面的价值。“

这些调查结果于2020年7月31日发表了科学杂志。该研究在IBS Cents进行了柔软和生活中的柔软和生活中的作者,由王王,蒙府公园,若冯洞,君子克金,Yoon-Kyoung Cho,Tsvi Tlusty和Steve Granick。

参考:Huan Wang,Myeonggon Park,Ruoyu Dong,Junyoung Kim,Yoon-Kyoung Cho,Tsvi Tlusty和Steve Granick,2020年7月31日,Sciple.doi:
10.1126 / science.aba8425