Wetenschappers van de Universiteit van Liverpool hebben, Voor de eerste keer, een nieuw materiaal gesynthetiseerd dat structurele verandering vertoont en chemische activiteit veroorzaakte zoals een eiwit.

In onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , Wetenschappers uit Liverpool produceerden een flexibel kristallijn poreus materiaal met kleine poriën ( <1 nanometer) samengesteld uit metaalionen en kleine peptidemoleculen die hun structuur kunnen veranderen als reactie op de omgeving om specifieke chemische processen uit te voeren.

Poreuze materialen worden veel gebruikt in de industrie als katalysator voor de productie van brandstoffen en chemicaliën en in milieusaneringstechnologieën als adsorptiemiddelen voor de verwijdering van schadelijke verbindingen uit lucht en water.

Deze materialen zijn stijf, met slechts één structuur, in tegenstelling tot de eiwitten die door levende systemen worden gebruikt om chemie uit te voeren.

Eiwitten kunnen hun structuur veranderen om chemische processen uit te voeren als reactie op hun omgeving.

Als een eiwit, het nieuwe poreuze materiaal kan meerdere structuren aannemen, en het kan controleerbaar van de ene structuur naar de andere worden getransformeerd door veranderingen in zijn chemische omgeving. Hierdoor kan het een chemisch proces uitvoeren, zoals het opnemen van een bepaald molecuul uit zijn omgeving, als reactie op een opgelegde verandering in de omringende oplossing.

Professor Matt Rosseinsky, die het onderzoek leidde, zei:"Deze poreuze materialen gebruiken dezelfde mechanismen op atomaire schaal als eiwitten om tussen structuren te schakelen, wat ons de mogelijkheid geeft om nieuwe manieren te ontwikkelen om moleculen te manipuleren en te veranderen met synthetische materialen die geïnspireerd zijn door de biologie.

"Dit biedt spannende wetenschappelijke mogelijkheden, bijvoorbeeld in katalyse, door het ontwerp van materialen die dynamisch de structuur kunnen selecteren die nodig is voor een bepaalde taak."

Het onderzoeksteam paste een combinatie van experimentele en computationele technieken toe om de principes van de structurele flexibiliteit en activiteit van dit nieuwe materiaal te onthullen.

Ze werken nu aan de ontwikkeling van de volgende generatie functionele flexibele poreuze materialen waarvan de prestaties worden bepaald door de veranderingen in de structuur als reactie op veranderingen in de chemie eromheen.