Een team van onderzoekers uit Duitsland en het VK heeft ontdekt dat binding-selectieve reacties kunnen worden waargenomen tijdens bepaalde moleculaire botsingen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft experimenten die ze uitvoerden waarbij een groot molecuul op een muur van koper werd afgevuurd en wat ze daarbij ontdekten.

In de afgelopen decennia is scheikundigen hebben gezocht naar een manier om specifieke bindingen in moleculen op een voorspelbare en bruikbare manier te verbreken. Dit zou nieuwe wegen openen voor onderzoek dat betrokken is bij het creëren van nieuwe soorten verbindingen. Dergelijke inspanningen hebben een rem gezet op, echter, door de manier waarop energie wordt gedissipeerd in moleculen. Wanneer een laser op een molecuul wordt afgevuurd, bijvoorbeeld, zijn energie wordt afgevoerd door trillingen voordat een reactie kan plaatsvinden. Het eindresultaat is vrijwel identiek aan het simpelweg toepassen van warmte op hetzelfde molecuul. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een manier gevonden om bindingsselectieve reacties uit te voeren door moleculen op een koperen wand af te vuren.

In hun experimenten, de onderzoekers gebruikten een type molecuul dat bekend staat als Reichardt's kleurstof - een groot (73 atoom) molecuul dat van kleur verandert afhankelijk van het type oplosmiddel dat in een reactie wordt gebruikt. Ze vuurden afzonderlijke exemplaren van het molecuul af op een stuk plat koperkristal en keken wat er gebeurde met behulp van een scanning tunneling-microscoop.

De onderzoekers ontdekten dat het kleurstofmolecuul van Reichardt ingrijpende veranderingen onderging toen het tegen de koperen wand sloeg. terwijl de muur volledig intact bleef. De botsingen deden denken aan auto's die voor veiligheidstests tegen muren sloegen. Bij het bestuderen van de botsingen, de onderzoekers ontdekten dat toen het molecuul bij bepaalde translatie-energieën tegen de muur botste, het molecuul zou selectieve scheuren ervaren bij specifieke C-N-bindingen. Kraken betekende dat sommige bindingen in het molecuul zouden breken, maar het molecuul zou als een enkele entiteit blijven. Ze ontdekten ook dat het veranderen van de snelheid waarmee het molecuul op de muur werd afgevuurd, hen in staat stelde twee specifieke bindingen te verbreken, die toevallig naast een positief geladen stikstofatoom zat in het midden van het molecuul.

Er is meer werk nodig om te bepalen of de nieuwe aanpak op nuttige manieren kan worden toegepast, maar voor nu, het team beschrijft selectieve bindingschemie nu als "minder een zwarte doos".

© 2021 Science X Network