Ученые создали периодическую таблицу молекулярных узлов
Ученым уже удалось создать около полудюжины узлов, используя техники молекулярной самосборки. Но предсказать будущие характеристики таких структур было сложно. Специалисты Международной школы повышения квалификации (SISSA) и Университета Падуи предложили потенциальное решение проблемы в виде периодической таблицы.
Разработанный командой список включает наиболее вероятные для разработки узлы – структуры, которые легко самособерутся при подходящих физических и химических условиях, сообщает sciencedaily.com. Выводы проекта представлены в Nature Communications. Выводы, полученные с помощью вычислительных прогностических моделей, были подтверждены недавними экспериментами, создавая основу для открытия новых молекулярных узлов. Такие структуры в будущем могут использоваться для выполнения различных задач, вроде эффективной доставки наногрузов.
«Научный интерес к комплексам молекул растет. В данном контексте разработка и синтез новых типов молекулярных узлов кажется перспективным направлением», — отметили Маттиа Маренда и Кристиан Мичелетти, первый и последний авторы работы соответственно.
До этого ученым удавалось получать только простейшие структуры, имеющие не более 5 необходимых пересечений. Некоторые предсказывали, что следующий синтезированный узел будет иметь 6 таких элементов. Но в 2015-м Мичелетти с коллегами заявили о более сложной структуре, имеющей 8 основных пересечений. Экспериментально это предсказание было доказано в 2017-м, мотивировав ученых на дальнейшие исследования с более систематичным подходом к форме и конфигурации узлов, которые можно сформировать из идентичных компонентов.
«С помощью моделей мы захотели узнать, какие новые типы молекулярных структур, если они есть, легче всего получить существующими техниками химического синтеза. В частности, самосборкой. Выяснилось, что предпочтительные виды узлов существуют, но встречаются редко. Среди миллионов конфигураций используется лишь дюжина разных топологий, — отмечают авторы. – В результате получился список или периодическая таблица предпочтительных характеристик. Химики могут использовать ее для дальнейших экспериментов».
Такой подход, по мнению специалистов, будет эффективнее, чем традиционный метод доказательства работоспособности концепции, применяемый в большинстве проектов.
