به منظور مشاهده واکنش‌های شیمیایی؛

محققان با چسب مولکولی دوربین کوچک ساختند

محققان با چسب مولکولی یک دوربین کوچک ساخته‌اند که به آن‌ها اجازه می‌دهد واکنش‌های شیمیایی را در زمان واقعی مشاهده کنند.

کد خبر: ۹۶۱۶۹۹

دوشنبه - ۱۵ شهريور ۱۴۰۰ / September 06, 2021

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان با چسب مولکولی یک دوربین کوچک ساخته‌اند که به آن‌ها اجازه می‌دهد واکنش‌های شیمیایی را در زمان واقعی مشاهده کنند. با استفاده از این دوربین، آن‌ها توانستند شکل‌گیری گونه‌های رادیکال-مولکولی با الکترون جفت نشده را مشاهده کنند.

این دستگاه که توسط تیمی از دانشگاه کمبریج ساخته شده‌ است، ترکیبی از نانوبلور‌های نیمه رسانای کوچک به نام نقاط کوانتومی و نانوذرات طلا است که با استفاده از چسب مولکولی به نام cucurbituril (CB) ساخته شده است. هنگامی که مولکول مورد مطالعه به آب اضافه می‌شود، اجزاء آن در عرض چند ثانیه خود را به شکل یک ابزار پایدار و قدرتمند مونتاژ می‌کنند که امکان نظارت بر واکنش‌های شیمیایی در زمان واقعی را فراهم می‌کند.

دوربین نور را در بخش نیمه هادی‌ها جمع‌آوری می‌کند و فرآیند‌های انتقال الکترون مانند آنچه در فتوسنتز اتفاق می‌افتد را پیاده‌سازی می‌نماید که می‌توان آن را با استفاده از حسگر‌های نانوذرات طلا و روش‌های طیف‌سنجی کنترل کرد. آن‌ها توانستند از این دوربین برای مشاهده گونه‌های شیمیایی که قبلاً از نقطه نظر تئوری پیش‌بینی شده بود، اما به‌صورت مستقیم مشاهده نشده بود، استفاده کنند.

این پلتفورم می‌تواند برای مطالعه طیف وسیعی از مولکول‌ها نظیر بهبود فوتوکاتالیست‌ها و پیل‌های فوتوولتائیک برای انرژی‌های تجدیدپذیر مورد استفاده قرار گیرد.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.

پروفسور اورن شرمن از گروه شیمی می‌گوید: «به‌منظور توسعه مواد جدید با خواص برتر، ما اغلب گونه‌های شیمیایی مختلف را با هم ترکیب می‌کنیم تا به یک ماده ترکیبی برسیم که خواص مورد نظر ما را دارد. اما ساخت این نانوساختار‌های ترکیبی دشوار است و شما اغلب با رشد بی‌رویه یا موادی ناپایدار مواجه می‌شوید.»

در روش جدیدی که شرمن و همکارانش از آزمایشگاه کمبریج و دانشگاه کالج لندن آن را توسعه داده‌اند، از چسب مولکولی cucurbituril که به شدت با نقاط کوانتومی نیمه هادی و نانوذرات طلا تعامل قوی دارد، استفاده می‌شود. محققان از نانوبلور‌های نیمه رسانای کوچک برای کنترل مجموعه نانوذرات استفاده کردند. این فرآیند منجر به مواد ترکیبی نفوذپذیر و پایدار می‌شود که با نور تعامل دارند.

کمیل سوکوفوسکی از گروه شیمی می‌گوید: «ما تعجب کردیم که این ابزار جدید چقدر قدرتمند است، زیرا مونتاژ آن بسیار ساده است.»