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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Металлургия бронзового века 06.02.2003 На юге Иордании археологи раскопали медеплавильную фабрику, заваленную при землетрясении оползнем примерно в 2700 году до н.э. Фабрика отлично сохранилась, почти как дома Помпеи. Видны 70 помещений - цехов. В них, насколько можно понять, работа шла по принципу конвейера за много веков до Форда. Производственный процесс начинался с обработки медной руды и заканчивался выпуском слитков меди, бронзовых топоров, долот и других изделий, вплоть до бронзовых булавок. Предполагают, что они шли в основном на экспорт.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026