Исследователи разработали два типа строительных блоков наноразмерного размера, которые могут автоматически соединяться в кубы и собираться обратно в отдельные компоненты в зависимости от температуры окружающей среды. Это достижение является еще одним шагом на пути к химическим системам, которые более реалистично имитируют жизнь.
"Представьте, что вы смешиваете две жидкости, например, чернила и воду. Они автоматически будут выполнять простой химический процесс диспергирования, пока не будут идеально перемешаны ", - сказал профессор Шуичи Хираока из Высшей школы искусств и наук Токийского университета.
"Однако нет химического процесса для автоматического разделения воды и чернил - вам нужно вскипятить воду до газообразного состояния, чтобы отделить ее от чернил", - добавил он.
Новые строительные блоки, разработанные командой Хироки, могут соединяться или скремблироваться автоматически из-за разной температурной стабильности кубов, которые они образуют.
Два типа строительных блоков почти идентичны и имеют форму снежинок. Исследователи окрашивают их в красный или синий цвета на схематических схемах. Куб, собранный из красных блоков, стабилен при температуре ниже 130 градусов по Цельсию (266 градусов по Фаренгейту), в то время как куб, собранный из синих блоков, стабилен только при температуре ниже 65 градусов по Цельсию (149 градусов по Фаренгейту).
При разделении строительные блоки соединяются в полностью красные или полностью синие однородные кубики.
Когда два типа кубиков смешиваются при комнатной температуре (25 градусов по Цельсию, 77 градусов по Фаренгейту), красные и синие строительные блоки автоматически объединяются в наиболее стабильный тип кубиков, которые состоят из любой комбинации трех красных и трех синих блоков. Эта смесь красно-синих кубиков аналогична хорошо перемешанным чернилам и воде.
Когда исследователи хотят перемешать красно-синие кубики, чтобы преобразовать полностью красные и полностью синие кубики, они выполняют простое двухэтапное изменение температуры. Эта способность представляет собой химическое достижение, невозможное со смесью чернил и воды.
Сначала они нагревают смесь до кипения (100 градусов по Цельсию, 212 градусов по Фаренгейту). Синие кубики становятся нестабильными и уплывают в виде отдельных молекул, в то время как красные строительные блоки рекомбинируют в полностью красные кубики.
Затем исследователи быстро охлаждают смесь (0 градусов по Цельсию, 32 градуса по Фаренгейту), чтобы красные кубики оставались вместе, в то время как синие строительные блоки автоматически собираются в полностью синие кубики.
Исследователи также могут предотвратить превращение смеси полностью красных и полностью синих кубиков в более устойчивые красно-синие смешанные кубики, заполнив кубики чем-нибудь, например, другими молекулами, такими как углеводороды. Молекулы-гости эффективно запирают кубики изнутри, чтобы строительные блоки не могли скремблироваться в другие, более устойчивые комбинации кубиков.
"В будущем мы планируем разработать еще более сложную химическую систему на основе молекулярных кубов, используя уникальную способность к самосборке и различные источники энергии, помимо тепла", - сказал Хираока.
Ответы на домашние задания:
- Что такое абстракция, понятие
- Что такое митохондрии, кратко
- Что такое приватизация компаний
- Причины краха 1929-го года
- Сочинение важность воды
- Вторая Испанская республика
- Жилая и коммерческая недвижимость является обязательной частью общества
- Что такое современность, понятие
- Необходимый элемент азот (факты, купить, физические свойства, применение) химия
- Фотосинтез и дыхание листа
- Где находится Австрия на карте мира
- Значение Религиозных ценностей
- Структура хромосом эукариот
- Названия овощей для Детей
- Социальное насилие