Лента TH Новости Биоинженерия


Учеными создана новая модель бимолекулярных реакций в нанореакторах

∴ 126

Ученые разработали математическую модель двух разных молекул, взаимодействующих внутри так называемых нанореакторов, которые действуют как катализаторы. Они получили новое представление о том, какие факторы способствуют реакции и каким образом можно контролировать и выбирать их. Модель подходит для широкого круга областей исследований, от биофизики до энергетических материалов.

Networking Network Connection Netting Net Rope

Нанореакторы представляют собой крошечные системы, которые облегчают конкретные химические реакции, как это делает катализатор. Многие из них встречаются в биологических системах, таких как определенные белки. Но химики также могут синтезировать искусственные нанореакторы для контроля химических реакций. Важный класс этих нанореакторов имеет архитектуру «ядро и оболочка», как обычное яйцо, в котором каталитически активная металлическая наночастица окружена оболочкой, состоящей из полимерной сети. Эти типы нанореакторов могут создавать изолированные среды для конкретных реакций и ограничивать их крошечным пространством внутри оболочки.

Мы впервые математически описали процесс, как две разные молекулы транспортируются, чтобы реагировать внутри нанореакторов. Новая модель четко показывает, какие факторы благоприятствуют данной реакции.Доктор Рафаэль Роа, автор публикации в ACS Catalysis и постдокторант в группе, возглавляемой профессором Джо Дзубиелла в Институте мягких и функциональных материалов HZB.

Некоторые результаты являются неожиданностью: вопреки ожиданиям скорость реакции ограничивается не только концентрацией молекул в растворе, но и проницаемостью оболочки нанореактора.

Это чрезвычайно интересно, так как химики сегодня могут часто настраивать или даже переключать проницаемость этих оболочек на определенные молекулы посредством изменения температуры или других параметров.Соавтор исследования, доктор Вон Кю Ким.

Новая модель является большим шагом вперед от старой теории, сформулированной много десятилетий назад, которая могла описать только одну молекулу.

Наша модель применима к исследованиям энергетических материалов, и она может даже учитывать фотоактивацию одной из молекул в оболочке.Профессор Джо Дзубиелла из Института мягких и функциональных материалов HZB.

Сейчас ученые занимаются проверкой теории на практике. И, в случае успеха, мы получим возможность в ускоренной разработке и тестировании новых препаратов, от специфических классов удобрений, до лекарства от рака.

Филипп Дончев