Algunas cadenas de átomos pueden actuar como una palanca, lo que acelera las reacciones 1000 veces más rápido que otras moléculas. El descubrimiento sugiere que los científicos podrían usar estas palancas moleculares para conducir reactividad química y mecánica entre átomos y finalmente diseñar materiales más eficientes.
"Estamos interesados en el diseño de nuevos materiales de respuesta a estrés, por lo que estamos tratando de desarrollar reacciones que son muy lentas, pero que normalmente se puede acelerar de manera eficiente por la fuerza", dijo Duke químico Steve Craig, quien dirigió la investigación.
En experimentos recientes, Craig y su equipo encontraron que una molécula compuesta con un esqueleto de polinorborneno puede actuar como una palanca para abrir un anillo incrustado dentro de la molécula de 1000 veces más rápido que un anillo similar se tiró sobre un polibutadieno andamio. Los resultados, que aparecen en 23 de diciembre Nature Chemistry,sugieren que un simple cambio en la cadena principal puede afectar a la rapidez con reacciones asistida mecánicamente ocurrir.
Los científicos están interesados en este tipo de molecular remolcador de la guerra, porque muchos materiales se descomponen después de ciclos repetidos de tirar, el estrés y otras fuerzas. "Si somos capaces de canalizar las fuerzas destructivas por lo general en las vías constructivas, podríamos desencadenar reacciones que hacen que el material más fuerte cuando y donde es más útil", dijo Craig. Luego, los investigadores podrían ser capaces de extender la vida útil del material, lo que puede a largo plazo han aplicaciones que van desde materiales compuestos para marcos de avión a implantes biomédicos.
En el experimento, Craig, quien es profesor y director del departamento de química, y su equipo usaron el equivalente de pinzas microscópicas de agarrarse de las dos partes de las cadenas atómicas y se los puso para que se abra, o reaccionar, en ciertos lugares . El equipo predijo que una molécula iba a reaccionar de manera más eficiente que el otro, pero se sorprendió al encontrar que las tasas inducidas por la fuerza diferían en tres órdenes de magnitud, una cantidad que sugiere que la columna vertebral polinorborneno realmente puede acelerar las reacciones obligó a la forma en que una acelera palanca tirando un clavo de la pared.
Craig dijo cambios en el grupo molecular sometidos a la reacción puede tener un efecto mucho menor que los cambios en las moléculas cercanas, no reactivos como los de la columna vertebral. También es un buen punto de partida para identificar otros backbones moleculares que son fáciles de hacer y tienen la mayor respuesta a los cambios en las reacciones cercanas, dijo Craig características podría ayudar a desarrollar aún mejores, los materiales más sensibles.
La investigación fue apoyada por el Ejército de los EE.UU. Laboratorio de Investigación de la Oficina de Investigación del Ejército y la National Science Foundation.
No hay comentarios.:
Publicar un comentario