Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
 

 Diễn đàn Khoảng không vũ trụ vì tri thức tiện ích và nhân loại – viễn cảnh tương lai.

 
​Đột phá hóa học mang lại khả năng kiểm soát liên kết nguyên tử chưa từng có đối   29-07-2022
Trong một bước tiến được ca ngợi là đột phá đầu tiên có tềm quan trọng đối với hóa học, một nhóm các nhà khoa học quốc tế vừa phát triển một công nghệ mới có thể sắp xếp lại một cách có chọn lọc các liên kết nguyên tử trong một phân tử. Đột phá cho phép mức độ kiểm soát chưa từng có đối với các liên kết hóa học bên trong các cấu trúc này và có thể mở ra một số khả năng phân tử.thú vị trong cái được gọi là cỗ máy

 
Các nhà khoa học vừa phát triển một kỹ thuật mới để kiểm soát các liên kết nguyên tử trong một phân tử (Ảnh: IBM Research)

Phân tử được tạo thành từ các cụm nguyên tử và là sản phẩm của tự nhiên và sự sắp xếp của các nguyên tử đó bên trong. Trong khi các phân tử ôxy mà chúng ta hít thở có cùng một loại nguyên tử lặp lại thì các phân tử đường được tạo ra từ carbon, ôxy và hyđrô.

Các nhà khoa học đã theo đuổi một thứ gọi là “hóa học chọn lọc” với mục tiêu hình thành chính xác loại liên kết hóa học giữa các nguyên tử mà họ muốn. Làm như vậy có thể dẫn đến việc tạo ra các phân tử và thiết bị phức tạp có thể được thiết kế cho các nhiệm vụ cụ thể.

Những cỗ máy phân tử này là tâm điểm của Giải Nobel Hóa học năm 2016, với nhà khoa học Hà Lan Ben Feringa được công nhận vì đã tạo ra một chiếc ô tô phân tử chạy bằng động cơ phân tử quay với tốc độ 12 triệu vòng/giây. Chúng ta cũng đã thấy các nhà khoa học tạo ra máy bơm phân tử, bánh răng bé xíu và tàu ngầm phân tử để nhắm mục tiêu vào các tế bào ung thư chẳng hạn.

Lắp ráp những loại máy nhỏ bé này là công việc khéo léo mà các tác giả của nghiên cứu mới này ví như “đặt các khối Lego vào máy giặt và hy vọng rằng hàng tỷ tỷ phân tử bằng cách nào đó sẽ tự lắp ráp thành sản phẩm mong muốn”. Công trình mới của họ nhắm mục tiêu ít dựa vào may mắn hơn và dựa nhiều vào việc kiểm soát có chủ đích các liên kết hóa học.

Nghiên cứu tập trung vào các phân tử được gọi là đồng phân cấu trúc vốn có thành phần nguyên tử giống nhau nhưng cách sắp xếp liên kết giữa các nguyên tử đó khác nhau. Bằng cách sử dụng đầu của kính hiển vi dò quét để áp các xung điện áp khác nhau, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng họ có thể sắp xếp lại một cách có chọn lọc các liên kết hóa học. Ví dụ, một phân tử có vòng carbon 10 phần tử ở giữa có thể chuyển đổi thành phân tử có vòng 4 và 8 phần tử, hoặc phân tử có 2 vòng 6 phần tử ở trung tâm.

Các phản ứng này cũng có thể đảo ngược, có nghĩa là nhóm nghiên cứu có thể phá vỡ và hình thành các liên kết khác nhau theo ý muốn và về cơ bản là chuyển đổi giữa các cấu trúc phân tử một cách có kiểm soát. Hình thức “hóa học chọn lọc” này được nhóm nghiên cứu mô tả là chưa từng có.

“Nó là đầu tiên, là lần đầu tiên mà với tính chọn lọc, các liên kết khác nhau có thể được hình thành trong một phân tử. Bằng độ lớn của xung điện áp tác động lên phân tử ở trung tâm, chúng tôi có thể lựa chọn nếu chúng ta muốn tạo ra phân tử như bên phải hay bên phải (xem bên dưới)”, nhà khoa học của Research IBM và tác giả nghiên cứu cao cấp Leo Gross giải thích.


Hình ảnh hiển vi lực nguyên tử của các phân tử với có cách thức sắp xếp nguyên tử khác nhau (Ảnh: IBM Research)​

Cỗ máy phân tử vẫn còn ở giai đoạn đầu nhưng công nghệ cho phép kiểm soát sâu hơn các dạng cấu trúc này có thể hỗ trợ đáng kể cho sự phát triển của chúng.

Gross nói: “Các nhiệm vụ có thể được thực hiện bởi các cỗ máy phân tử có thể bao gồm vận chuyển các phân tử hoặc hạt nano, chế tạo và thao tác với các cấu trúc nano và tạo điều kiện cho quá trình biến đổi hóa học. Các ứng dụng trong tương lai có thể liên quan đến các thiết bị phân tử đơn electron, hệ thống cơ điện tử nano, tổng hợp hóa học và phân phối thuốc”.

LH (New Atlas) 
In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
Video clip
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)

  • Hình ảnh liên kết
    Liên kết website trong tỉnh
    Liên kết website các tỉnh
    Lượt truy cập