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:

Картофель фри и риск диабета 11.09.2026

Картофель давно стал одним из наиболее распространенных продуктов питания в мире, однако отношение к нему со стороны специалистов по питанию остается неоднозначным. Сам овощ содержит полезные питательные вещества, но его воздействие на организм во многом определяется тем, что происходит с ним во время приготовления. Новое крупное исследование Гарвардской школы общественного здоровья им. Т.Х. Чана показывает, что особенно заметную роль в этом вопросе может играть способ термической обработки. Картофель занимает важное место и в рационе жителей США: в среднем один американец съедает около 22 килограммов этого овоща в год. Исследователи решили выяснить, одинаково ли различные блюда из картофеля связаны с риском развития заболеваний. Результаты работы были опубликованы в научном журнале BMJ и показали существенную разницу между привычными способами приготовления одного и того же продукта. Наиболее неблагоприятный результат специалисты обнаружили для картофеля фри. У людей, которые уп ...>>

Барабанная дождевальная машина eco ProRain 11.09.2026

Орошение сельскохозяйственных угодий требует не только достаточной производительности техники, но и точного контроля расхода воды. При этом для многих хозяйств важны простота обслуживания, надежность оборудования и разумная стоимость. Компания Bauer представила новую барабанную дождевальную машину eco ProRain, в которой эти требования сочетаются с современными электронными средствами управления поливом. Новая модель стала дополнением существующей линейки дождевальной техники Bauer. При ее разработке специалисты ориентировались прежде всего на практические потребности пользователей, учитывая полученные от них отзывы. В результате производитель сделал акцент на удобстве эксплуатации и долговечности конструкции, стремясь сохранить при этом доступную цену и не отказываться от автоматизированных функций управления. eco ProRain предлагается в трех базовых исполнениях - F30, F40 и F50. Для каждой из них предусмотрено по 30 вариантов комплектации, различающихся диаметром используемой тру ...>>

Не вся растительная пища полезна для психики 10.09.2026

Растительная пища традиционно считается одной из основ здорового рациона, поэтому специалисты по питанию обычно рекомендуют чаще включать в меню овощи, фрукты, цельнозерновые продукты и другие продукты растительного происхождения. Однако важна не только принадлежность пищи к растительной категории, но и способ ее обработки, количество сахара и другие характеристики рациона. Исследование иранских ученых показывает, что разные варианты растительного питания могут по-разному отражаться на психологическом состоянии человека. К такому выводу пришли исследователи из Исфаханского университета медицинских наук. Они изучали взаимосвязь между характером питания и эмоциональным состоянием взрослых людей, уделяя особое внимание симптомам депрессии и тревожности. Результаты работы были опубликованы в научном журнале PLOS One. При этом специалисты не утверждали, что отдельные продукты непосредственно вызывают депрессию: речь шла о статистической связи между определенными пищевыми привычками и сос ...>>

Подвесной робот Stringman для уборки комнаты 10.09.2026

Домашняя робототехника в основном развивается вокруг двух привычных направлений: роботов-пылесосов и многофункциональных гуманоидных машин. Но далеко не все задачи требуют колесной платформы или сложного человекоподобного механизма. Инженер Натаниэль Нифонг (Nathaniel Nifong), основатель стартапа Newfangled, предложил необычную альтернативу - подвесного робота Stringman, способного перемещаться над полом и самостоятельно собирать разбросанные предметы. Вместо того чтобы передвигаться по поверхности помещения, Stringman использует принцип, знакомый по тросовым системам камер Spidercam, применяемым на стадионах. В четырех верхних углах комнаты устанавливаются натяжные блоки, от которых к центральному рабочему модулю идут тонкие, но прочные тросы. Изменяя их натяжение, система может перемещать манипулятор практически в любую точку обслуживаемого пространства. Такое решение позволяет обойти некоторые ограничения традиционных роботов на колесах. Подвесной механизм не сталкивается с пр ...>>

Микрогравитация не ослабляет сердечные клетки 09.09.2026

Продолжительное пребывание в космосе подвергает человеческий организм воздействию условий, с которыми он никогда не сталкивается на Земле. Микрогравитация изменяет распределение жидкостей, способствует потере костной и мышечной массы, а космическое излучение способно повреждать ДНК. Особое значение для будущих длительных экспедиций имеет состояние сердечно-сосудистой системы. Новый эксперимент с мышами на борту Международной космической станции показал, что клетки сердечной мышцы могут сохранять силу сокращения даже после нескольких недель пребывания в микрогравитации. Исследователи давно наблюдают за тем, каким образом отсутствие привычной земной гравитационной нагрузки отражается на организме. В космосе жидкости перераспределяются в сторону верхней части тела, позвоночник немного растягивается, из-за чего рост временно увеличивается, а скелетные мышцы постепенно теряют массу и силу. Однако сердечная мышца работает в несколько иных условиях, поэтому специалисты Чикагского университ ...>>

Случайная новость из Архива Робот-стрекоза 26.08.2008 Голландские инженеры создали летающего робота весом в три грамма. Новый робот-стрекоза по имени "DelFly Micro" весом в три грамма и с размахом крыльев в десять сантиметров продолжает серию разрабатываемых в Делфтском технологическом институте летучих роботов. Его предшественники - "DelFly I" и "DelFly II" - были побольше: 23 г и 50 см, а также 16 г и 30 см соответственно. Новый робот способен, подчиняясь сигналу оператора, порхать, как стрекоза, и передавать видеоизображение с помощью миниатюрной камеры. А батарейки ему хватает на три минуты полета со скоростью 5 м/с. Ради сокращения веса пришлось кое-чем пожертвовать: "DelFly II" умел не только летать горизонтально, но зависать над определенной точкой и двигаться задом наперед. Новый робот этого пока не умеет, зато он способен попасть в самое укромное место и показать исследователям, что там находится. Через некоторое время его снабдят системой распознавания образов, и он сможет летать совершенно самостоятельно. Этот робот стал важным шагом к цели, которую поставили голландские робототехники: сделать искусственную стрекозу весом в один грамм и размахом крыльев 5 см.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026