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研究人员制作了分子开关的摄影胶片

分子开关-它们是电子开关的分子配对物,在自然界的许多过程中都起着重要作用。这样的分子可以在两个或多个状态之间可逆地相互转化,从而控制分子过程。例如,在活生物体中,它们在肌肉收缩中起作用,但是我们的视觉感知也基于眼睛中分子开关的动力学。科学家们正致力于开发能够在不同状态之间切换的新型分子组分,以便可以具体控制分子过程。

由明斯特大学(德国)的纳米技术专家Saeed Amirjalayer博士领导的欧洲研究小组现在对分子转换的过程有了更深入的了解:利用分子动力学模拟,科学家们在原子级上制作了摄影胶片,因此跟踪了分子构建块的运动。结果是向前和向后进行光控“踏板式运动”。尽管已经在较早的工作中对此进行了预测,但到目前为止尚无法直接证明。

将来,这些结果可能会借助分子开关帮助控制材料的特性,例如,以便从纳米胶囊中专门释放药物。明斯特大学物理研究所和中心的负责人Saeed Amirjalayer博士强调:“为了有效地嵌入新型响应材料,对开关过程及其在分子和原子水平上起作用的方式进行详细说明至关重要。”用于纳米技术(CeNTech)。该研究已发表在《物理化学快报》上。

分子动力学模拟通过计算原子与分子之间的相互作用来描述其在计算机中的运动。在他们目前的研究中,科学家们以这种方式研究了基于偶氮二甲酰胺的分子开关,在模拟中使用了所谓的量子力学/分子力学组合方法。Saeed解释说:“以前的实验和理论研究只能间接了解溶液中这种转换的作用机理。借助我们的理论方法,我们现在可以在考虑分子环境的情况下跟踪光致动力学,”阿米尔jalayer。

光线触发开关的踏板式运动,使其像自行车踏板一样前后移动。对光敏开关操作机制的详细了解,为这些分子构件在新型“智能”功能材料中的应用奠定了重要基础。

除明斯特大学外,博洛尼亚大学(意大利)和阿姆斯特丹大学(荷兰)也参与了这项研究。Saeed Amirjalayer总结了合作。他说:“尽管在电晕危机后的当前形势下,可以与欧洲的同事进行跨境交流,实际上,但仍然非常密集。我们共同取得了有趣而宝贵的成果。”

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