ผู้ผลิตนาฬิกานาโน: นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ที่จะจัดเรียงพันธะอะตอมใหม่ภายในโมเลกุลเดียว

ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติได้พัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่สามารถเลือกสร้างขึ้นใหม่ได้

พันธะระหว่างอะตอมภายในโมเลกุลเดียว ความก้าวหน้าครั้งนี้ทำให้สามารถควบคุมพันธะเคมีภายในโครงสร้างเหล่านี้ได้ในระดับที่ไม่เคยมีมาก่อน อภิปราย

โมเลกุลประกอบด้วยกลุ่มของอะตอมและ areผลคูณของการจัดเรียงของอะตอมเหล่านี้ภายใน หากโมเลกุลของออกซิเจนประกอบด้วยอะตอมประเภทเดียวกัน โมเลกุลของน้ำตาลจะประกอบด้วยคาร์บอน ออกซิเจน และไฮโดรเจน

นักวิทยาศาสตร์ได้ทำงานเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่า "เคมีเฉพาะเจาะจง" มาระยะหนึ่งแล้ว โดยมีเป้าหมายคือ – สร้างพันธะเคมีตามประเภทของอะตอมที่ต้องการ

เครื่องจักรโมเลกุลเหล่านี้เรียกว่าหัวข้อของรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2559 ซึ่งได้รับรางวัลโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ Ben Feringa สำหรับการสร้าง "รถยนต์โมเลกุล" ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์โมเลกุลที่หมุนด้วยความเร็ว 12 ล้านรอบต่อวินาที

งานวิจัยใหม่มุ่งเน้นไปที่โมเลกุลรู้จักกันในชื่อโครงสร้างไอโซเมอร์ซึ่งมีองค์ประกอบอะตอมเหมือนกัน แต่มีการจัดพันธะระหว่างอะตอมต่างกัน ทีมงานได้ใช้ปลายกล้องจุลทรรศน์โพรบสแกนเพื่อใช้พัลส์แรงดันไฟฟ้าแบบต่างๆ แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถจัดเรียงพันธะเคมีแบบเลือกได้: โมเลกุลที่มีวงแหวนคาร์บอน 10 ตัวอยู่ตรงกลางสามารถเปลี่ยนเป็นโมเลกุลที่มีสี่และแปด วงแหวนสมาชิก หรือโมเลกุลที่มีวงแหวนหกส่วนสองวงอยู่ตรงกลาง .

ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถย้อนกลับได้เช่นกันนั่นคือทีมงานสามารถทำลายและสร้างพันธะที่แตกต่างกันได้ตามต้องการ และส่งผลให้สามารถสลับระหว่างโครงสร้างโมเลกุลในลักษณะที่ได้รับการควบคุมได้ "เคมีเฉพาะเจาะจง" รูปแบบนี้ ทีมงานอธิบายอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน