به نقل از «ایرنا»

دانشمندان مولکول‌های مصنوعی با رفتاری شبیه مولکول‌های واقعی ساختند

تاریخ انتشار: ۲۸ خرداد ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۰۰۸۲۵۳

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از «سای تک دیلی»، این تیم میان‌رشته‌ای اکنون می‌تواند عمل مولکول‌های واقعی را از طریق این ابرسازه‌های مصنوعی شبیه‌سازی کند.

این رویکرد نوآورانه به محققان اجازه داده است تا خصوصیات مولکول‌ها را به شکلی تغییر دهند که در گذشته چالش‌برانگیز یا غیرواقع‌بینانه بوده است و این اقدام موجب ارتقای شناخت آنان از تغییر و تحول مولکول‌ها می‌شود.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

«امیل سیردا» که مسئول آزمایش‌ها در دانشگاه رادبود بوده است، می‌گوید: چند سال پیش ما ایده عجیب ساختن شبیه‌ساز کوانتومی را مطرح کردیم و می‌خواستیم مولکول‌های مصنوعی شبیه مولکول‌های واقعی تولید کنیم. از این رو، سامانه‌ای ابداع کردیم که در آن می‌توانیم الکترون‌ها را به دام اندازیم. الکترون‌ها یک مولکول را مانند ابر احاطه می‌کنند و ما از آن الکترون‌های به دام افتاده برای ساختن مولکول مصنوعی استفاده کردیم. شباهت بین آنچه ساخته شده با مولکوهای واقعی فوق‌العاده بود.

ساخت مولکول‌های غیرارگانیک ۱۰ برابر بزرگتر از همتایان واقعی خود

«الکس خاجیتوریانز» رئیس بخش تحقیقات میکروسکوپی (SPM) در موسسه مولکول ها و مواد دانشگاه رادبود می‌گوید: ساختن مولکول ها به اندازه کافی دشوار است اما کار دشوارتر شناخت این مساله است که مولکول های خاص چگونه واکنش نشان می‌دهند؛ به عنوان مثال آنها چگونه تغییر می‌کنند یا خمیده می‌شوند.

اینکه مولکول ها چگونه تغییر می‌کنند و واکنش نشان می‌دهند پایه و اساس علم شیمی است و منجر به واکنش های شیمیایی مانند تشکیل آب از مولکول های هیدروژن و اکسیژن می‌شود.

خاجیتوریانز گفت: می‌خواستیم مولکول ها را شبیه سازی کنیم تا بتوانیم ابزار نهایی را برای خم کردن و تنظیم آنها به دست آوریم به طریقی که با مولکول های واقعی تقریبا ناممکن است.

محققان با استفاده از این شبیه‌سازی یک نسخه مصنوعی از یکی از مولکول های ارگانیک پایه در شیمی با نام «بَنزِن» ایجاد کردند. بنزن، جزء آغازگر برای بسیاری از مواد شیمیایی مانند استیرن است که برای ساخت پلی‌استرن به کار می‌رود.

خاجیتوریانز خاطرنشان کرد: ما با ساختن بنزن یک مولکول ارگانیک پایه را شبیه‌سازی کردیم و مولکولی ساختیم که از عناصری تشکیل یافته است که ارگانیک نیستند. این مولکول ها ۱۰ برابر بزرگتر از همتایان واقعی خود هستند که به این ترتیب کار کردن با آنها هم آسان‌تر است.

کاربردهای عملی

کاربردهای این تکنیک جدید بی‌پایان هستند. «دانیل واگنر» استادیار در بخش SPM‌ می‌گوید: اکنون در حال فکر کردن هستیم که این تکنیک را برای چه منظوری می‌توانیم مورد استفاده قرار دهیم. ایده‌های بسیاری داریم و تصمیم سختی است که از کجا شروع کنیم.

دانشمندان با استفاده از این شبیه‌سازی می‌توانند شناخت بسیار بهتری از مولکول ها و واکنش های آنها داشته باشند که این امر در تمام حوزه‌های علمی قابل تصور، کمک کننده خواهد بود.

واگنر گفت: برای مثال، ساختن مواد جدید برای سخت‌افزار آینده رایانه‌ واقعا دشوار است. از طریق ساختن یک نمونه شبیه‌سازی شده، می‌توانیم به دنبال خصوصیات و کارکردهای نوین در مولکول‌های خاص باشیم و ارزیابی کنیم که آیا ساختن ماده واقعی ارزشش را دارد یا خیر.

در آینده شاید هر چیزی امکان پذیر باشد: شناخت واکنش های شیمیایی گام به گام مانند یک ویدئوی حرکت آهسته یا ساختن وسایل الکترونیک مصنوعی تک مولکولی مانند کاهش دادن اندازه ترانزیستور روی یک تراشه رایانه‌ای؛ حتی مطرح شده است که شبیه‌سازهای کوانتوم به عنوان رایانه‌های کوانتوم عمل می‌کنند.

سیردا گفت: این راهی طولانی است و فعلا می‌توانیم با شناخت مولکول ها به طوری که در گذشته هرگز قادر به شناخت آنها نبودیم، کار را شروع کنیم.

علم و آموزش علم و فناوری جهان ۰ نفر برچسب‌ها علوم رایانه شیمی فناوری دانشمندان جهانی علمی علم و فناوری برگزیدگان علم

منبع: ایرنا

کلیدواژه: علوم رایانه شیمی فناوری دانشمندان جهانی علمی علم و فناوری برگزیدگان علم علوم رایانه شیمی فناوری دانشمندان جهانی علمی علم و فناوری برگزیدگان علم شبیه سازی مولکول ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.irna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایرنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۰۰۸۲۵۳ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

جذب گازهای گلخانه ای در یک ماده متخلخل جدید 

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینیرینگ، این دستاورد پژوهشگران دانشگاه «هریوت وات» می تواند با کاهش بالقوه دی اکسید کربن (CO2) و هگزا فلوراید گوگرد (SF6) در جو که محرک های مهم گرمایش جهانی هستند، عوارض تغییرات اقلیم را کم کند.

به گفته محققان،هگزا فلوراید گوگرد در مقایسه با دی اکسید کربن، گاز گلخانه ای قوی تری است و می تواند هزاران سال در جو دوام بیاورد.

 مقابله با بزرگترین چالش جوامع

این گروه از یک مدل رایانه ای برای پیش ‌بینی دقیق نحوه جمع ‌آوری مولکول‌ ها در مواد متخلخل جدید استفاده کردند. متخصصان مدل‌ سازی محاسباتی در کالج امپریال لندن و دانشگاه ساوت همپتون شبیه ‌سازی ‌هایی را برای درک و پیش‌ بینی فرآیند مونتاژ مولکول‌ های قفس در مواد متخلخل طراحی کردند.

این مولکول ها به طور خاص به ذخیره دی اکسید کربن و هگزا فلوراید گوگرد تمایل دارند. ساختار و ترکیب آنها ظرفیت ذخیره سازی این گازهای گلخانه ای را فراهم می کند.

به ویژه ساختار متخلخل «قفس در قفس» امکان جذب و ذخیره گازهای آسیب زای محیط زیست را فراهم می‌ کند. «قفس در قفس» به این معنی است که مولکول های قفس با استفاده از قفس های دیگر برای ابداع مواد متخلخل جدید در کنار هم قرار می گیرند.

دکتر «مارک لیتل» « Marc Little» دانشمند مواد، استادیار موسسه علوم شیمی دانشگاه هریوت وات و متخصص مواد متخلخل، اظهار داشت: این یک کشف هیجان انگیز است زیرا ما به مواد متخلخل جدید برای کمک به حل بزرگترین چالش های جوامع مانند جذب و ذخیره گازهای گلخانه ای نیاز داریم. ترکیب مطالعات محاسباتی مانند آنچه ما انجام دادیم با فناوری‌ های جدید هوش مصنوعی، می‌ تواند عرضه بی‌ سابقه ‌ای از مواد جدید را برای حل فوری ‌ترین چالش های اجتماعی ایجاد کند و این پژوهش گام مهمی در این مسیر است.

ابزاری که می تواند ترکیبات آلی فرار را از هوا حذف کند

لیتل می گوید علاوه بر این مولکول ‌های دارای ساختارهای پیچیده می‌ توانند حذف ترکیبات سمی عمدتا ترکیبات آلی فرار را از هوا تسهیل کرده و علم پزشکی نیز مفید واقع شوند.

نتایج این تحقیقات در نشریه Nature Synthesis منتشر شده است.

 

انتهای پیام/