By 发表: 2021年5月11日

这些合成的螺旋共价聚合物代表了这一关键和研究不足的领域的巨大进步, 研究人员说


双螺旋共价聚合物是自然界的螺旋结构,是生命本身的基础, 然而,, 尽管经过几十年的研究, 直到现在,科学家们还没有能够像非螺旋的兄弟一样完整地合成它们. 

DNA链

 通过沿着a轴的一系列氢键相互作用形成成对缠绕的螺旋状链. 测量了一对分子间的距离,从Ar-H到H-Ar (6).5 Å). 

 边缘高对比度的暗场光学显微镜图像.

1 .的大单晶光学图像. 1生长在细长的方形双金字塔形状. 插图:边缘高对比度的暗视场光学显微镜图像.

科学家们, 由博彩平台推荐的一个研究小组领导, 已经破解了密码, 首次合成了这些大的类似dna的分子. 利用动态共价化学, 哪一种化学工具是由这些研究人员首创的,专注于具有自我纠正能力的可逆键相互作用, 他们不仅构建了一种螺旋共价聚合物,其复杂程度可与自然界中发现的聚合物相媲美,而且利用单晶x射线衍射(一种强大的x射线衍射仪)绝对肯定地证实了它的存在, 用光表征单晶的非破坏性方法.

此前,科学家们只能解决这个谜题的个别部分. 这个新发现 上个星期 化学性质, 虽然, 完成它, 潜在地打开这个关键的和未被充分研究的领域的新研究,可能对从人工酶的创造到一切都有影响, 已经在各种医学应用中取得了成功, 创造仿生材料(模仿自然界中发现的过程的材料).

“人们很少能从原子空间位置的角度看到合成聚合物中真正发生了什么, inter-chain交互, 它们是如何结合的, 它们是如何在原子水平上缠绕和缠绕的,魏章说, 他是这项研究的作者,也是博彩平台推荐的化学教授. "用单晶体, 虽然, 博彩平台推荐真的可以通过实验可视化原子, 债券, 有多长?, 它们是如何相互作用的. 这就是为什么获得聚合物的单晶结构是一件非常非常重要的事情.”

聚合物是由许多小分子聚集而成的物质或材料, 相似的单位(如葡萄糖和氨基酸)自然地或合成地结合在一起. 天然存在的聚合物包括丝, 羊毛, DNA, 蛋白质, 酶和纤维素, 而合成聚合物是由科学家或工程师制造的,包括塑料等材料.

合成聚合物根据它们的结构有很多种形式——无论是线性的还是螺旋的, 链数, 以及这些线的长度. 这些, 螺旋聚合物对科学家来说是最具挑战性的合成复制, 双链是最难的, 到目前为止,仅限于短螺旋低聚物(具有很少重复单元的聚合物)。. 

直到这项新研究.

张和他的同事们能够使用他们开创的一种化学工具, 动态共价化学, 构建一种类似dna的共价螺旋聚合物. 当他们这样做时,大分子并不是他们发现的唯一东西.

他们还发现了单晶.

“这真是个惊喜,”张评论道. “在反应结束时,博彩平台推荐注意到有一些闪亮的单晶躺在反应容器的底部, 博彩平台推荐都很激动. 博彩平台推荐说,‘哇! 好的,让博彩平台推荐试一下(x射线衍射).“获得聚合物的单晶是极其罕见的.”

采用单晶同步加速器x射线衍射, 研究人员证实了这一点, 毫无疑问, 他们创造了以前不可能的事情.

然而,这一发现对于他们和这个关键的研究领域来说都只是一个开始.

在他们深入到建筑本身之后, 研究人员计划玩弄和探索结构本身, 看看他们是否能把晶体本身做得更大(现在它们相当小), 如果他们能控制手性, 或者螺旋性质, 聚合物的, 这可能对催化(利用催化剂的化学反应过程)有广泛的影响。, 信号转导(信号如何在细胞内传递)和传感应用.

“有很多理性的设计, 合成, 博彩平台推荐需要做的结构-属性关系的工作,张说. “最终,博彩平台推荐希望证明这是一个非常强大的智能仿生材料设计平台.”

本文的其他作者包括胡一鸣, 英华金, Hongxuan陈, Jingyi Wu from CU Boulder; Simon J. Teat from the Lawrence Berkeley National Laboratory; Wei Gong and Yong Cui from Shangai Jiao Tong University; Zhou Zhou, 同济大学的蒋涛和程新斌.