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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Ключевой фактор раннего полового созревания у детей 03.10.2024 Раннее половое созревание у детей, особенно девочек, представляет собой серьезную проблему, затрагивающую как физическое, так и психологическое здоровье. В последние десятилетия частота этого явления резко возросла, особенно среди девочек, у которых менструации начинаются до 9 лет. С 1950-х годов число случаев раннего полового созревания увеличилось более чем в три раза. Наибольший рост наблюдается среди девочек из малообеспеченных семей, что привлекло внимание ученых к поиску факторов, которые могут способствовать этому тревожному явлению. Традиционно считалось, что раннее половое созревание связано с такими факторами, как наследственность, избыточный вес и социально-экономические трудности. Однако недавно международная группа ученых выявила еще один важный элемент - химические вещества, присутствующие в повседневной жизни. Исследования показали, что синтетический ароматизатор под названием мускус амбретты, используемый в различных средствах личной гигиены, может играть ключевую роль в преждевременной активации полового созревания. Это исследование стало первым, которое глубоко изучило воздействие химических веществ на головной мозг и их влияние на начало полового созревания. Ученые обнаружили, что некоторые химические соединения могут имитировать или нарушать работу гормонов, отвечающих за регуляцию эндокринной системы. Мускус амбретты взаимодействует с рецепторами в гипоталамусе - области мозга, отвечающей за контроль репродуктивной функции. Это взаимодействие может активировать высвобождение гонадотропин-рилизинг гормона (ГнРГ), который запускает производство половых гормонов, таких как эстроген, прогестерон и тестостерон. Доктор Натали Шоу, детский эндокринолог и ведущий автор исследования, подчеркивает, что факторы окружающей среды играют значимую роль в раннем половом созревании. Хотя ожирение долгое время рассматривалось как один из основных факторов, Шоу указывает, что его недостаточно для объяснения такого значительного снижения возраста начала полового созревания. "Мы наблюдаем раннее половое созревание даже у детей с нормальным весом", - отмечает Шоу, что подчеркивает необходимость учитывать более широкий спектр экологических факторов. Последствия раннего полового созревания выходят далеко за рамки физиологических изменений. У девочек, которые рано начинают половое развитие, повышается риск таких заболеваний, как диабет, сердечно-сосудистые болезни и некоторые виды рака, включая рак груди и эндометрия. Это делает проблему особенно важной для исследования. Широкое использование мускусной амбретты в продуктах, таких как парфюмерия, мыло, освежители воздуха и стиральные порошки, вызывает дополнительную озабоченность, так как это химическое вещество легко проникает в повседневную жизнь человека. Кроме того, было установлено, что мускус амбретты накапливается в окружающей среде, включая сточные воды и пресноводные организмы, такие как рыба. Это свидетельствует о его устойчивости и способности к биоаккумуляции, что представляет угрозу не только для здоровья людей, но и для экосистемы в целом. Несмотря на то, что влияние мускусной амбретты на половое созревание еще нуждается в дальнейших исследованиях, доктор Шоу призывает родителей быть более внимательными и сократить использование продуктов, содержащих это химическое соединение. С ростом числа исследований, посвященных влиянию химических веществ на здоровье, становится все очевиднее, что окружающая среда играет важную роль в развитии различных заболеваний и нарушений. Химические загрязнители, в том числе содержащиеся в средствах личной гигиены, могут серьезно нарушать гормональный баланс и приводить к ряду долгосрочных проблем. Исследование мускусной амбретты согласуется с множеством других научных данных, указывающих на необходимость ужесточения контроля за использованием синтетических химикатов в потребительских товарах и повышения прозрачности их состава. Данное открытие позволяет предположить, что более строгие меры по регулированию синтетических веществ и повышенное внимание к их влиянию на организм помогут не только снизить риски раннего полового созревания, но и защитить здоровье будущих поколений в целом.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026