Wetenschappers hebben een nieuwe manier gevonden om groepen atomen samen te voegen tot moleculen die van vorm veranderen, wat de mogelijkheid opent voor een nieuw gebied van de chemie en de ontwikkeling van talloze nieuwe medicijnen, micro-elektronica en materialen met nieuwe eigenschappen.

Ontdekkingen van nieuwe manieren om isomeren te maken - moleculen gemaakt van dezelfde atomen die anders met elkaar zijn verbonden - werden voor het laatst gerapporteerd in 1961 en daarvoor in 1914.

De ontdekking van een andere vorm van isomerie betekent dat er een hele nieuwe reeks materialen kan worden gemaakt, ofwel met dezelfde functies als de bestaande, of met eigendommen die momenteel buiten bereik zijn.

Naast nieuwe soorten medicijnen, andere potentiële toepassingen in de echte wereld zijn onder meer nieuwe materialen die kunnen worden gemanipuleerd om "aan of uit te zetten", polymeren met speciale prestatiekenmerken en mogelijk nieuwe moleculaire informatieopslagapparaten.

De bevindingen worden vandaag gepubliceerd in Natuurchemie .

Het papier werd geleid door de Universiteit van Sydney Ph.D. kandidaat Peter Canfield, nauw samenwerken met zijn begeleiders Professor Maxwell Crossley, een synthetisch organisch chemicus aan de Universiteit van Sydney, en professor Jeffrey Reimers, een theoretisch chemicus van The University of Technology Sydney (UTS) en Shanghai University.

meneer Canfield, die bezig is met zijn Ph.D. in Sydney's School of Chemistry, zei dat hij enthousiast was over de mogelijkheden van wat er zou kunnen worden bereikt als gevolg van de bevindingen en dat het team commerciële toepassingen nastreefde.

"Proof-of-principle en prototype-demonstratie kan al binnen 30 maanden of minder zijn, ' zei meneer Canfield.

Professor Crossley zei:"Als je een nieuwe ontdekking als deze hebt, er zullen belangrijke toepassingen komen, maar hoe en wanneer precies wordt op dat moment niet altijd voorzien."

Professor Reimers zei:"De vooruitgang van ons team staat op hetzelfde niveau van begrip als de ontdekking van chiraliteit door Louis Pasteur - een centraal kenmerk van de meeste moderne moleculaire wetenschap."

Professor Reimers zei dat de wiskunde van de meetkunde de fundamentele manieren beschrijft waarop atomen kunnen worden gecombineerd en dus alle mogelijke soorten isomeren.

"Toen we dit zagen, we merkten een fundamentele vorm op die nog nooit eerder was gemaakt, " hij zei.

Het team gebruikte porfyrine-steigers op nanoschaal, ontwikkeld door professor Crossley, om boor-"gast"-moleculen te "hosten", wat resulteert in isoleerbare verbindingen - moleculen die stabiel zijn in een fles bij kamertemperatuur.

Professor Crossley legt uit:"Porfyrines worden door de natuur en door ontwerpers op grote schaal gebruikt om moleculen en energie te grijpen en te transporteren - we demonstreren nieuwe manieren om gasten te binden om dit mogelijk te maken."

State-of-the-art spectroscopie en computationele modellering bij de National Computational Infrastructure in samenwerking met onderzoekers van de Australian National University gaven het team de bevestiging dat wat ze hadden gesynthetiseerd nieuw was.

Professor Reimers besluit:"Nu bekend is dat op deze manier isoleerbare isomeren gemaakt kunnen worden, de mogelijkheden van wat chemici zouden kunnen maken zijn eindeloos."