Ученые сблизили одинаково заряженные частицы

21.02.2023

Вероятно, заряженные частицы неохотно реагируют друг с другом, поскольку они отталкиваются электростатически. Однако ученые обнаружили, как их сблизить. Новый метод может ускорить течение реакции до 5 миллионов раз - сообщили в Институте физической химии Польской академии наук.

Благодаря исследованиям международной группы с участием поляков, скорость химических реакций в водных растворах можно контролировать по-новому. Достаточно добавить в раствор частицы противоположного заряда, которые вынудят ранее отвратительные реагенты приблизиться друг к другу. Использование молекул с высокой плотностью заряда может ускорить реакцию до 5 миллионов раз.

Синтез новых соединений или производство материалов является чрезвычайно сложным на молекулярном уровне.

Две молекулы, обладающие одинаковыми зарядами, отталкиваются друг от друга, поэтому они редко реагируют друг с другом. Эта реакция может занять несколько дней, недель или даже дольше. Однако это время можно значительно сократить, используя правильные условия или добавляя разные химикаты. Примеры включают природные катализаторы, такие как ферменты или синтетические нанозимы, имитирующие природные катализаторы или катализаторы на основе металлов, широко используемых в промышленности. Независимо от типа катализатора каждый из них ускоряет только выбранные химические реакции.

Исследование касалось реакции между отрицательно заряженными молекулами коэнзима А в водной среде. Эти частицы отталкиваются друг от друга.

Хотя молекулы коэнзима А взаимодействуют друг с другом, в воде их взаимодействие происходит гораздо медленнее, чем в органических растворителях. Ученые исследовали влияние добавления соединений с противоположным зарядом на ускорение реакции.

Также было проверено влияние молекул разного размера и величины заряда, таких как ионы, амфифильные молекулы, мономеры, олигомеры, полимеры и даже мицеллы.

При введении в систему соответствующих положительно заряженных мицелл скорость реакции возросла в 5 миллионов раз. Мономеры, олигомеры и полимеры ускоряют реакцию в 103-105 раз, тогда как ионы или амфифильные молекулы "только" примерно в тысячу раз.

Воздействие коэнзима А (КоА) или метилмалеимид-замещенного кофермента А (КоА-М) на соединения с противоположными зарядами нарушает отталкивание между отрицательно заряженными молекулами КоА и КоА-М. В определенных условиях происходит сближение отрицательно заряженных частиц определенной концентрации. Добавленное соединение экранирует силы отталкивания молекул, делая этот процесс частным случаем катализа.

Ученые также проверили это явление на примере гибридизации ДНК, являющейся процессом, чувствительным к присутствию ионов. Этот процесс был выбран, чтобы определить, работает ли предложенный эффект для более сложных реакций. Оказалось, что и здесь положительно заряженные соединения значительно ускоряют скорость гибридизации.

<< Назад: Мини-ПК Minisforum Mars MC560 22.02.2023

>> Вперед: Открыта формула самых счастливых песен 21.02.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Компьютер будущего от Intel 22.04.2006 Совсем недавно корпорация Intel представила платформу под кодовым названием Florence, которая позиционировалась как "ПК будущего", и вот уже TCL (второй по величине производитель электроники в Китае), Alienware, Winbook и Medion готовятся начать поставки продукции, основанной на инновационном дизайне Florence и технологии Intel Viiv. В ближайшее время к этой четверке присоединятся и другие компании. Florence, напоминающая жидкокристаллический монитор толщиной всего один дюйм, является полноценным центром цифровых развлечений и полнофункциональным ПК. Она имеет 17-дюймовый экран, встроенный ТВ-тюнер, пульт ДУ и беспроводную клавиатуру, которая убирается в корпус. Похоже, что у платформы весьма неплохие перспективы. Уже появляются сведения о направлениях дальнейшего развития этой технологии. Например, некоторые версии Florence будут иметь мониторы с диагональю 19 и 23". Производители также обратились к Intel за помощью в разработке интерфейса для беспроводного доступа к кабельному и спутниковому телевидению.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025