Прорыв: Ученые разработали искусственные молекулы, которые ведут себя как настоящие

Ученые из Университета Радбоуда разработали синтетические молекулы, которые напоминают настоящие органические молекулы.

Группа исследователей под руководством Алекса Хаджеториана и Даниэля Вегнера теперь может моделировать поведение настоящих молекул с помощью искусственных молекул. Таким образом, они могут изменять свойства молекул таким образом, который обычно является сложным или нереальным, и могут гораздо лучше понять, как молекулы изменяются.

Эмиль Серда, который руководил экспериментами в Университете Радбоуда: «Несколько лет назад у нас возникла безумная идея создать квантовый симулятор. Мы хотели создать искусственные молекулы, которые были бы похожи на настоящие молекулы. Поэтому мы разработали систему, в которой можно поймать электроны. Электроны окружают молекулу, как облако, и мы использовали эти захваченные электроны для создания искусственной молекулы».

Результаты были поразительными.

Серда:

Сходство между тем, что мы построили, и настоящими молекулами было поразительным.

Изменяя молекулы

Алекс Хаджеторианс, руководитель отдела сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) Института молекул и материалов Университета Радбоуда: «Создавать молекулы достаточно сложно. Зачастую сложнее понять, как реагируют определенные молекулы, например, как они меняются при скручивании или изменении». То, как молекулы изменяются и реагируют, является основой химии и приводит к химическим реакциям, таким как образование воды из водорода и кислорода. Мы хотели смоделировать молекулы, чтобы иметь максимальный набор инструментов для их сгибания и настройки таким образом, который практически невозможен для настоящих молекул. Таким образом, мы можем сказать что-то о настоящих молекулах, не создавая их и не сталкиваясь с проблемами, которые они представляют, например, с их постоянно меняющейся формой».

Бензол

Используя этот симулятор, исследователи создали искусственную версию одной из основных органических молекул в химии: бензола. Бензол является исходным компонентом для огромного количества химических веществ, например, стирола, который используется для получения полистирола. Хаджеториан:

Создав бензол, мы смоделировали органическую молекулу из учебника и построили молекулу, состоящую из элементов, которые не являются органическими.

Кроме того: молекулы в 10 раз больше своих реальных аналогов, что облегчает работу с ними.

Практическое применение

Возможности применения этой новой техники безграничны. Даниэль Вегнер, доцент кафедры СПМ: «Мы только начали представлять, для чего мы можем это использовать. У нас так много идей, что трудно решить, с чего начать». Используя симулятор, ученые смогут гораздо лучше понять молекулы и их реакции, что поможет во всех областях науки, которые только можно себе представить. Вегнер: „Например, новые материалы для будущего компьютерного оборудования очень трудно изготовить. Создавая симуляцию, мы можем искать новые свойства и функциональные возможности определенных молекул и оценивать, стоит ли создавать настоящий материал“. В далеком будущем возможны самые разные вещи: понимание химических реакций шаг за шагом, как в замедленном видео, или создание искусственных одномолекулярных электронных устройств, например, уменьшение размера транзистора на компьютерном чипе. Предполагается даже, что квантовые симуляторы будут работать как квантовые компьютеры. Серда: „Но до этого еще далеко, а пока мы можем начать понимать молекулы так, как никогда не понимали раньше“.

08.06.2023


Подписаться в Telegram



Нано

ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик

Исследователи из Токийского столичного ун...

Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды

Новое исследование физики вибрирующих нанопузы...

Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной

Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни...

Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения

Нейродегенеративными заболеваниями, такими как...

Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод

Исследовательская группа, состоящая из со...

LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах

Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б...

Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры

У всех представителей животного царства есть ж...

PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей

Исследование, проведенное докторантом Пабло С....

Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц

Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ...

Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона
Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона

Нанопластики взаимодействуют с особым бел...

Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл
Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл

Наноинженеры создали квазикристалл &mdash...

Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе
Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе

Исследователи показали, что принципы рабо...

Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь
Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь

Высокотемпературное пламя используется для&nbs...

Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками
Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками

Инженеры разработали наноразмерные татуировки&...

Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани
Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани

Самое удивительное, что они там, каж...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Как выглядит работающий рекламный баннер
Как выглядит работающий рекламный баннер
Исследование: теряя товарищей по стае, овсянки отказываются зимовать на прежнем месте
Исследование: теряя товарищей по стае, овсянки отказываются зимовать на прежнем месте

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса