Qoidaga Bo'ysunmaydigan Elektron

Keling, bir narsa haqida gapiraylik: kimyogarlar murakkab molekulalar yasash uchun — dori-darmon, ilg'or materiallar yoki tirik organizmlardagi jarayonlarni takrorlash uchun ishlatiladiganlar — ko'pincha bir elektronli uzatish usulidan foydalanadilar. Bu molekulalarni juftlashtirish xizmatiga o'xshaydi: bitta molekula boshqasiga elektron beradi, va shu kichkina uzatish ularni bir-biriga bog'lash imkonini beradi.

Ammo yillar davomida bezovta qiladigan bir cheklov bor edi. Elektronalar, ma'lum bo'ldiki, biroz bashorat qilinadigan bo'ladi. Ular har doim elektronni eng "qulay" ushlab turishi mumkin bo'lgan molekulaga jo'natishni xohlaydilar. Avtobusda eng qulay o'rinni tanlaydigan yo'lovchilarni tasavvur qiling — elektronalar ham shunga o'xshaydi.

Bu xususiyat termodinamik tanlilik deb ataladi va kimyogarlarga elektronni xohlagan joyiga yo'naltirishga to'sqinlik qilardi. Elektron shunchaki "eng oson yo'ldan" borar edi.

To davrgacha.

Erkin Fikrlovchi Elektron

Viskonsin-Medison, Kolorado Shtat va Kolorado-Boulder universitetlari tadqiqotchilari Nature jurnalida yangi kashfiyot chop etdi. Bu kashfiyot muammoni butunlay boshqacha yechadi. Va rostini aytganda, ularning yondashuvi o'z soddaligi bilan ajoyib.

Tadqiqotchilar elektronni o'zi xohlagan joyga borishga ko'ndirish o'rniga, katalizator yaratdilar u elektronni butunlay tashlab yuboradi.

Ha, to'g'ri o'qidingiz. Katalizator elektronning erkin holda suyuqlikka tushishini ta'minlaydi. Va mana bu qiziq qism: erkin elektron — bu juda beqaror narsa. Yomg'irda boshpana yo'q holda ko'chada qolishga o'xshaydi. U yolg'iz qolishdan ko'ra — hatto birorta molekulaga yopishishdan — ko'ra har qanday holatni xohlaydi.

"Katalizatorimiz boshqacha ishlaydi — u elektronni to'g'ridan-to'g'ri erituvchiga chiaradi," deydi tadqiqot guruhi rahbari, professor Zachary Wickens. "Bu degani, bizda bo'lishi mumkin bo'lgan eng kuchli qaytaruvchi va eng faol elektron manbai bor. Erkin elektron har qanday molekulaga tushishni suyuqlikda yolg'iz qolishdan ko'ra afzal ko'radi."

Shunday qilib, elektron o'zining sevimli o'rnini tanlash o'rniga, birinchi mavjud o'ringa o'tirishga majbur bo'ladi. Qoidalar butunlay o'zgaradi.

Bu Qanday Ishlaydi (Kutilmagan Qism)

Mana bu tadqiqot menga juda qiziqarli tuyuladi: tanlilik kutilgan paytda sodir bo'lmaydi.

Siz o'ylashingiz mumkin, sehr elektron uzatishida — erkin elektronlarni chiqarish orqali tabiiy afzalliklarni birortasini bekor qilasiz. Ammo Kolorado Shtatning hisoblash ishlariva Kolorado-Boulderning spektroskopik tahlillariga ko'ra, bu noto'g'ri.

Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, muhim qaror elektron uzatilgandan keyin qabul qilinadi. Biz xohlagan molekula oxirgi mahsulot yo'liga davom etadi. Shu bilan birga, "qisqartirish osonroq" bo'lgan molekula — elektron odatda unga borishni xohlaydigan — asl holatiga qaytib ketadi.

Bu shunday poyga o'rnatishga o'xshaydi: "sevimli" sportchi yo'ldan adashib, start chizig'iga qaytib ketadi, past baholanuvchi esa yugurishda davom etadi.

Wickens so'zlariga ko'ra: "Elektron suyuqlikda erkin suzib yurishdan ko'ra hamma narsa yaxshi." Va mana shu umidsizlik — kimyogarlarga yangi kuch beradi.

Bu Nima Uchun Muhim

Bu faqat qiziqarli laboratoriya hiyli emas. Bu redoks reaksiyalarini loyihalash uchun tamoman yangi asos.

Yillar davomida kimyogarlar asosan elektronni tabiiy xohish-istaklari atrofida ishlashgan. Ma'lum molekula yasamoqchi bo'salar, boshlang'ich materiallarni va sharoitlarni shunday tanlashlari kerak ediki, elektron o'zi xohlagan joyga borsin. Bu esa imkoniyatlarni cheklardi.

Endi? Cheklovlar ancha bo'sh. Bu usul "avvalgi kabi bog'lash reaksiyalarini" amalga oshirish imkonini beradi, deydi tadqiqotchilar. Bu yangi dorilar yaratish yo'llarini, yangi ilg'or materiallar va laboratoriyada biologik jarayonlarni takrorlash usullarini ochishi mumkin.

"W bu faqat yana bir sintez usuli emas; bu redoks reaksiyalarini loyihalashning yangi yo'li," dedi Wickens.

Va menga bu yondashuv yoqadi. Bu sekin yaxshilanish emas — bu tushunchaviy o'zgarish. Biz bitta yo'lagi bor yo'ldan mashina haydayotgandek edik, va kimdir ikkinchi yo'lani — teskari yo'nalishdagini — qo'shish yo'lini topdi.

Keyingi marta yangi dori-darmon yoki ilg'or material haqida eshitsangiz, esda tuting: shunday kashfiyotlarning ba'zilari elektronni biroz kamroq bashorat qilinadigan, lekin ko'proq foydali qilgan jamoa hisobiga bo'lishi mumkin.