Исследование умных молекул

04.02.2013

Умственные способности свойственны не только людям и животным. Ученые говорят также об "умных" молекулах, непосредственно реагирующих на внешние раздражители, изменяя свою форму. Биофизики исследовательского объединения университетов Мюнхена Nanosystems Initiative Munich (NIM) впервые продемонстрировали этот процесс на единичной молекуле.

В будущем "умные" молекулы могут работать как нанопереключатели, реагируя на смены состояний, такие как холодно-горячо, светло-темно, изменение концентрации соли и т. п. При заданных условиях специально подобранная молекула будет менять форму, подавая четкий однозначный сигнал. Молекулы с такими свойствами можно найти в различных группах элементов, прежде всего среди белков и искусственных полимеров.

Но до того как использовать "умные" молекулы на практике, стоит изучить свойства таких соединений. Сотрудник Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (входящего в NIM) д-р Михаэль Наш из группы проф. Германа Гауба впервые успешно провел реакцию, в ходе которой было видно изменение состояния молекулы. Для этого д-р Наш с коллегами поместили ими же созданный искусственный полимер на золотую поверхность с помощью сканирующего атомно-силового микроскопа. Один конец полимера был закреплен на поверхности, второй - на игле микроскопа. Когда ученые увеличили содержание соли в окружающем молекулу веществе, она стала постепенно сжиматься.

"В концентрированном растворе соли молекула сжалась, - говорит д-р Наш. - Когда концентрация уменьшилась, молекула вернулась к первоначальному размеру. В этом исследовании нам впервые удалось наблюдать оба процесса у единичной молекулы полимера". Нанопереключатели на основе таких молекул можно будет использовать в биосенсорах, лекарственных препаратах, хроматографии и многих других областях.

<< Назад: Здоровье человека зависит от деревьев 04.02.2013

>> Вперед: HDD продаются все хуже 03.02.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Новый способ управления и манипулирования оптическими сигналами 05.05.2024 Современный мир науки и технологий стремительно развивается, и с каждым днем появляются новые методы и технологии, которые открывают перед нами новые перспективы в различных областях. Одной из таких инноваций является разработка немецкими учеными нового способа управления оптическими сигналами, что может привести к значительному прогрессу в области фотоники. Недавние исследования позволили немецким ученым создать регулируемую волновую пластину внутри волновода из плавленого кремнезема. Этот метод, основанный на использовании жидкокристаллического слоя, позволяет эффективно изменять поляризацию света, проходящего через волновод. Этот технологический прорыв открывает новые перспективы для разработки компактных и эффективных фотонных устройств, способных обрабатывать большие объемы данных. Электрооптический контроль поляризации, предоставляемый новым методом, может стать основой для создания нового класса интегрированных фотонных устройств. Это открывает широкие возможности для применения таких устройств в центрах обработки данных и других областях, где требуется интенсивная обработка информации. Однако перед практическим применением данной технологии необходимо провести дополнительные исследования и тестирования для оптимизации ее работы. Новый способ управления оптическими сигналами, разработанный немецкими учеными, открывает перед нами новые горизонты в области фотоники. Этот технологический прорыв может стать ключом к созданию более эффективных и компактных фотонных устройств, что в свою очередь приведет к развитию новых технологий и приложений в области обработки данных и коммуникаций.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025