Химическая реакция ускорила броуновское движение

Исследователи из Южной Кореи выяснили, что химические реакции могут ускорить броуновское движение, создавая рябь в среде растворителя. Раньше считалось, что эти два явления не связаны между собой. Статья об открытии опубликована в журнале Science.

Новая работа бросает вызов устоявшемуся представлению о том, что движение молекул и химические реакции не связаны друг с другом и что реакции оказывают влияние только на ближайшее окружение. Результаты нового исследования, в котором химики наблюдали распространение ряби от возникающих в среде актов химического превращения, открывают путь для создания молекулярных моторов нового поколения.

Авторы исследования вдохновились наблюдаемыми ими биологическими процессами, в которых движение может возникать благодаря ферментам и другим молекулярным двигателям. Ранее исследователи не раз показывали такую возможность для биологических систем. Однако до сих пор в научной среде велись споры о том, можно ли распространять эти выводы за пределы биологии.

Исследователи из корейского Института фундаментальных наук решили проверить возможность запуска таких движений в химических системах. Для этого химики разработали новые аналитические методы и предсказали, что катализаторы в химических реакциях под действием градиента концентрации должны мигрировать в направлении меньшей диффузии. Ученые разработали специальный микрофлюидный чип, чтобы проверить эту идею, и провели численное моделирование процесса.

В результате ученые показали, что степень ускорения диффузии в различных системах зависит от скорости, с которой высвобождается энергия в химической реакции. Авторы проанализировали множество процессов и подтвердили результаты моделирования, в частности, для процессов клик-химии и реакции Дильса — Альдера. Этот вывод может быть полезен на практике для оценки эффекта химического превращения на диффузионные процессы. Работа также поможет создать новые молекулярные машины, размер которых будет еще меньше нынешних.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.