Химики из России придумали тормоза для молекулярных машин

Химики умеют создавать машины с деталями из отдельных молекул.
Фото Global Look Press.

Учёные из Института физической химии и электрохимии РАН в сотрудничестве с иностранными коллегами обнаружили молекулу, которую можно использовать для остановки наномашин. В качестве "педали тормоза" служит кислотно-щелочной баланс среды. Достижение описано в научной статье, опубликованной в издании New Journal of Chemistry.

Напомним, что наномашинами называются механизмы, состоящие из считанных молекул. За их создание в 2016 году была присуждена Нобелевская премия по химии.

Эксперты предрекают таким разработкам множество самых разных применений. Их можно использовать, например, в адресной доставке лекарств. Однако пока создаваемые учёными конструкции гораздо легче привести в движение, чем остановить или заставить сменить направление.

Похоже, что российские химики решили первую из этих проблем. Их внимание привлекли молекулы порфиринов. Они давно используются во всякого рода "наномоторах", поскольку фактически представляют собой кольцо, которое легко приходит во вращение вокруг своей оси.

На основе определённого вида порфиринов авторы и создали "управляемое колесо". Для этого они добавили в конструкцию неподвижную молекулу, содержащую, в частности, бензольные кольца и сульфатные группы. Поведение получившейся конструкции при комнатной температуре исследователи отслеживали методом ультрафиолетово-оптической спектроскопии.

Выяснилось, что при повышении кислотности среды между подвижной и неподвижной частью образуются водородные связи. Эти связи играют роль стопора в молекулярном механизме, останавливая свободное движение деталей.

Исследователи продемонстрировали, что этот процесс является обратимым. Нормализация pH приводила к разрушению связей и восстановлению подвижности. Образно говоря, машину снимали с тормоза.

"Почему интересно управлять такой молекулярной машиной, меняя кислотность среды? Во-первых, это принцип живой природы. Обратимое образование водородных связей может запускать тот или иной процесс в организме, поэтому возможность создания молекулярных машин и переключателей на основе их [водородных связей] очень привлекательна для нас", – цитирует "РИА Новости" соавтора работы Юлию Горбунову со ссылкой на пресс-службу Российского научного фонда.

Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее писали о молекулярном поезде, который движется по рельсам из ДНК, и полностью искусственном молекулярном насосе.

Сегодня