• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Unijni naukowcy odkrywają samoorganizujące się nanostruktury o ogromnym potencjale

    30.11.2010. 17:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Unijny zespół naukowców z Niemiec uchwycił molekuły w kształcie pręta w dwuwymiarowej (2D) sieci, tworząc z powodzeniem małe wirniki obracające się w klatkach o kształcie plastra miodu. Odkrycie stanowi dorobek projektu MOLART (Architektura metalosupramolekularna ograniczona powierzchnią - w stronę nowej chemii koordynacyjnej na potrzeby projektowania funkcjonalnych nanosystemów), który otrzymał grant Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN) dla doświadczonych naukowców o wartości 2,57 mln EUR, z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE. Wyniki badań zostały zaprezentowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

    Naukowcy, pracujący pod kierunkiem profesora Johannesa Bartha z Technische Universität München (TUM) w Niemczech, wyjaśniają, że w gromadzeniu substratów reakcji pomagają białka. "Ograniczenie postaci molekularnych w nanoskalowych środowiskach prowadzi do intrygującego zjawiska dynamicznego" - czytamy w artykule.

    Powierzchniowe substraty reakcji "spotykają się" na powierzchni wspomagaczy - według relacji naukowców. Chociaż jeszcze jest za wcześnie, aby oczekiwać samodzielnego montowania się nanourządzeń na zasadzie skutków samoorganizowania się, prace wykonane przez zespół z TUM to krok w dobrym kierunku.

    Na początku naukowcy stworzyli nanosieć przestrzenną, aby umożliwić atomom kobaltu i molekułom dikarbonitrylu sześciofenylu w kształcie pręta wchodzenie ze sobą w reakcje na metalowej powierzchni. W efekcie powstała sieć przestrzenna w kształcie plastrów miodu, która jest nie tylko spójna, ale również stała.

    Sieć przestrzenna ma grubość zaledwie jednego atomu. To odkrycie przywodzi na myśl inny przełom, jakiego dokonali naukowcy finansowani ze środków unijnych, którzy zdobyli Nagrodę Nobla za swoje prace nad grafemem 2D.

    "W szczególności organizacja i ruchy obrotowe poszczególnych molekuł były kontrolowane przez starannie zaprojektowane, w pełni supramolekularne architektury-hosty." Zespół wykorzystał otwartą sieć koordynacyjną 2D na gładkiej powierzchni metalowej, aby pokierować samodzielnym montowaniem się niekowalencyjnie wiązanych dynamerów (trymetrycznych jednostek goszczących).

    "Każda zamknięta w klatce, chiralna supramolekuła wykonuje uzgodnione, chroniące chiralność ruchy obrotowe w obrębie szablonowego pora w kształcie plastra miodu, które są wizualizowane i analizowane ilościowo za pomocą skaningowej mikroskopii tunelowej o kontrolowanej temperaturze" - podkreślają.

    Pręty samorzutnie gromadzą się w trójelementowe grupy w komórce plastra miodu, podczas gdy przyległe komórki, kiedy dodano molekularne moduły konstrukcyjne, pozostały puste - mówią. Dlaczego molekuły organizują się w trójki? Naukowy z TUM odkryli, że molekuły łączą się w trzyelementowe grupy, w których każda końcówka azotowa jest skierowana na atomu wodoru pierścienia fenylowego. Zdaniem zespołu "ten trzyłopatkowy wirnik" umożliwia molekułom utrzymanie struktury niezależnie od energii wykorzystanej do kierowania obrotem.

    W świetle interakcji między zewnętrznymi atomami azotu a atomami wodoru w ścianie komórki istnieją dwie różne pozycje. Trzy molekuły ustawiają się również w sposób zgodny z kierunkiem ruchu wskazówek zegara oraz przeciwny do niego. Wykorzystując kontrolowane temperatury, naukowcy "zamrozili" i gruntownie zanalizowali cztery stany. To umożliwiło im zidentyfikowanie energii tych progów na podstawie temperatury, w której następowało wznowienie obracania się - stwierdzają.

    "Mamy nadzieję, że w przyszłości będziemy w stanie rozszerzyć te proste modele mechaniczne na przełączanie optyczne lub elektroniczne" - wyjaśnia profesor Barth. "Możemy ustawić konkretny rozmiar komórki, a w szczególności możemy wprowadzić kolejne molekuły i badać ich interakcję z powierzchnią i ścianą komórki. W tych samoorganizujących się strukturach drzemie ogromny potencjał."

    Wkład w badania wnieśli naukowcy z Uniwersytetu w Sztrasburgu we Francji.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Drganie charakterystyczne pewnej grupy atomów – takie drganie normalne molekuły, w którym amplitudy wychyleń zrębów (rdzeni) atomowych należącej do jednego ugrupowania (grupy funkcyjnej) są istotnie większe niż amplitudy wychyleń pozostałych zrębów. Innymi słowy, drganie pewnego ugrupowania znajdującego się w molekule ma decydujący wkład w drganie o tej charakterystycznej częstości. Jako dobry przykład służy drganie rozciągające grupy hydroksylowej. Jest to drganie o częstotliwości z zakresu 3500 do 4000 cm, w którym zręby atomowe tlenu i połączonego z nim bezpośrednio wodoru drgają z dużo większą amplitudą niż zręby pozostałych pierwiastków tworzących molekułę. Cząsteczka (molekuła) – neutralna elektrycznie grupa dwóch lub więcej atomów utrzymywanych razem kowalencyjnym wiązaniem chemicznym. Cząsteczki różnią się od cząstek (np. jonów) brakiem ładunku elektrycznego. Jednakże, w fizyce kwantowej, chemii organicznej i biochemii pojęcie cząsteczka jest zwyczajowo używane do określania jonów wieloatomowych. Europejska Rada ds. Badań Naukowych (ERBN, ang. European Research Council, ERC) – niezależna instytucja mająca na celu wspieranie wysokiej jakości badań naukowych poprzez wspieranie najlepszych naukowców, inżynierów i pracowników akademickich, niezależnie od dziedziny badań. Działa w ramach siódmego programu ramowego Unii Europejskiej w dziedzinie badań naukowych. Ustanowiona w lutym 2007 roku na mocy decyzji Rady 2006/972/WE (Dz. Urz. UE L 400 z 19.12.2006).

    Brian G. Wowk, Ph.D. – kanadyjski fizyk medyczny i kriobiolog znany z odkrycia i prac nad syntetycznymi molekułami naśladującymi aktywność naturalnego białka zapobiegającego zamrożeniu w procesie krioprezerwacji, zwanymi też "ice blockers". Jako naukowiec w 21st Century Medicine, Inc., wspólnie z Gregory M. Fahy opracował kluczowe technologie umożliwiające krioprezerwację dużych i złożonych tkanek. Razem po raz pierwszy dokonali zakończonej powodzeniem witryfikacji i przeszczepu organu u ssaka (nerki). Pompa orbitronowa - rodzaj pompy jonowo-sorpcyjnej z gorącą katodą. W pompie tej znajdują się :tytanowy pręt na potencjale około 4 kV względem katody, umieszczona w specjalnej osłonie termokatoda (wykonana tak, że katoda nie "widzi" tytanowego pręta i obudowa metalowa pompy, na potencjale około -70V względem katody. Elektrony emitowane z katody orbitują wokół tytanowego pręta, jonizując po drodze cząsteczki gazu. Elektrony bombardują pręt tytanowy i grzeją go, co powoduje powstanie par tytanu. Pary te osiadają na obudowie pompy. Wskutek ujemnego potencjału tej obudowy osiadają na nim jony dodatnie, które zamieniają się w molekuły gazu. Molekuły te są "zamurowywane" w naparowującej się warstwie tytanu.

    Kriosukcja, inaczej ssanie lodowe - jeden z procesów powstawania lodu segregacyjnego, polegający na przemieszczaniu molekuł wody w kierunku powierzchni przemarzania (frontu przemarzania). Wraz z lodem przemieszczaniu ulegają cząstki glebowe. W ten sposób proces ten przyczynia się do rozwoju m.in.: Niniejsze wypowiedzi zostały przeniesione z Dyskusja Wikiprojektu:Biografie#Kryteria encyklopedyczności dla naukowców, gdzie pozostawiono link do tej strony dyskusji. Na ich podstawie powstała propozycja zaleceń Wikipedia:Encyklopedyczność - naukowcy.
    Obecnie prace normalizacyjne zostały wznowione, w celu doprowadzenia do przedstawienia pełniejszej propozycji , pod głosowanie jako ZASADY encyklopedyczności. --Indu ( विकिपीडिया ) 18:47, 18 lip 2008 (CEST)

    Centrum Badań Wschodnich - powołana 24 stycznia 2008 roku w Olsztynie placówka naukowa, która ma za zadanie zajmować się m.in. doradzaniem samorządowi województwa w kontaktach polsko-rosyjsko-litewskich. Centrum funkcjonuje przy istniejącym od lat w Olsztynie Ośrodku Badań Naukowych. W skład Rady Programowej Centrum weszli naukowcy z Olsztyna, Warszawy, Wrocławia, Krakowa, a także Wilna. Posiedzenia ścisłego zespołu CBW, w skład którego wchodzą naukowcy i pracownicy samorządu województwa warmińsko-mazurskiego mają się odbywać co tydzień, natomiast Rada Programowa, w zależności od potrzeb, ma się spotykać raz-dwa razy w roku. Grafen – płaska struktura złożona z atomów węgla, połączonych w sześciokąty. Materiał ten kształtem przypomina plaster miodu, a ponieważ ma jednoatomową grubość, uważa się go za strukturę dwuwymiarową. Grafen jest przedmiotem zainteresowania przemysłu ze względu na różne właściwości, w tym elektryczne i mechaniczne.

    Kolor nieba: Kolor nieba i znajdujących się na nim chmur zależy od kilku zjawisk optycznych. Najważniejszymi z nich jest rozpraszanie światła widzialnego przez molekuły powietrza, znajdujące się w powietrzu kropelki wody, kryształki lodu oraz pyły zawieszone w powietrzu.

    Spiekanie proszków ceramicznych lub metalicznych jest zjawiskiem zachodzącym samorzutnie wraz z podniesieniem temperatury, którego kierunek jest ustalony przez spadek entalpii swobodnej, towarzyszący zmniejszeniu się rozwinięcia powierzchni swobodnych układu. Dzięki temu zbiór stykających się ze sobą drobnych ziaren wiąże się wzajemnie po podgrzaniu do odpowiedniej temperatury niższej od potrzebnej do ich stopienia (0,4-0,85 bezwzględnej temperatury topnienia). Wiązaniu ziaren towarzyszy skurcz całego układu i przejście sypkiego lub słabo związanego proszku w lity, wytrzymały polikryształ. Zmiany te są wynikiem przenoszenia masy, które polega w pierwszym przypadku na przemieszczaniu się całych ziaren względem siebie, zaś w drugim przypadku na wędrówce pojedynczych atomów i molekuł w fazie ciekłej oraz gazowej. W każdym z tych przypadków zachodzi ukierunkowany transport masy, co oznacza, że w układzie działają siły i naprężenia, które wywołują przemieszczanie się ziaren i atomów w określonym kierunku. Każdy z tych mechanizmów dominuje w innym zakresie temperatur.

    Obłok molekularny – rodzaj obłoku międzygwiazdowego, w którym gęstość wodoru jest wystarczająco duża, a temperatura odpowiednio niska, aby formowały się molekuły wodoru H2. Po pewnym czasie taka chmura kurczy się i gęstnieje pod wpływem własnego pola grawitacyjnego. Temu procesowi towarzyszy wzrost temperatury. Jeżeli masa obłoku jest wystarczająco duża, to temperatura osiąga wystarczającą wartość, aby zaczęła się reakcja jądrowa proton-proton. Tak w chmurach molekularnych rodzą się gwiazdy.

    Dodano: 30.11.2010. 17:17  


    Najnowsze