منشور في مجلة العلوم عن اكتشاف جديد: استخدام ضوء غير ضار لتغيير شكل جزيء الآزوبنزين داخل مجمع فوق الجزيئي

الآزوبنزين عبارة عن مركبات متعددة الاستخدامات ولها العديد من الاستخدامات المحتملة، مثل تطوير التكنولوجيا من خلال إنتاج آلات صغيرة، بالإضافة إلى تصنيع أدوية منشطة بالضوء. يمكن العثور على هذه الجزيئات في شكلين مختلفين يسمى "E" و"Z" ويمكن تبادلهما فيما بينهما من خلال التشعيع. ومع ذلك، في ظل ظروف التشعيع يكون كلا الشكلين في حالة توازن، مما يمنع الاستخدام الأمثل لتطبيقات مختلفة

يتيح اكتشاف جديد للعلماء تغيير شكل جزيئات الآزوبنزين باستخدام الضوء المرئي، وهي طريقة أسهل وأكثر أمانًا من الضوء فوق البنفسجي المستخدم في الماضي. الآزوبنزين عبارة عن مركبات متعددة الاستخدامات ولها العديد من الاستخدامات المحتملة، مثل تطوير التكنولوجيا من خلال إنتاج آلات صغيرة، بالإضافة إلى تصنيع أدوية منشطة بالضوء. يمكن العثور على هذه الجزيئات في شكلين مختلفين يسمى "E" و"Z" ويمكن تبادلهما فيما بينهما من خلال التشعيع. ومع ذلك، في ظل ظروف التشعيع يكون كلا الشكلين في حالة توازن، مما يمنع الاستخدام الأمثل لتطبيقات مختلفة. إن القدرة على التحكم في هذه العملية باستخدام الضوء المرئي وتفضيل شكل واحد فقط على الآخر تفتح إمكانيات جديدة لهذه التطبيقات التي تصبح أكثر سهولة وكفاءة.

الآزوبنزينات عبارة عن جزيئات متعددة الاستخدامات ذات إمكانات هائلة في العديد من التطبيقات التكنولوجية، والتي تتطلب تقليديًا استخدام الأشعة فوق البنفسجية النشطة من أجل تنشيطها. ومع ذلك، فإن النهج الجديد يعد بتغيير قواعد اللعبة.

قدم فريق الباحثين بقيادة العلماء البروفيسور إيجور شابيرو من الجامعة العبرية في القدس، ورافائيل كلاين من معهد وايزمان للعلوم والمعهد النمساوي للعلوم والتكنولوجيا مع آري بريماجي من جامعة تامبيري في فنلندا، تقنية جديدة مفهوم يسمى "إزالة التوازن عن طريق التحسس في حالة محاصرة" أو (DESC) باللغة الإنجليزية. يوفر هذا النهج المبتكر لأول مرة إمكانية إحداث تغيير في الشكل الجزيئي باستخدام الضوء المرئي، بما في ذلك الأطوال الموجية في الجزء الأحمر من الطيف.

نُشرت الدراسة التي تحمل عنوان "عدم التوازن عن طريق زيادة الحساسية للضوء المرئي في ظل ظروف الحبس" مؤخرًا في المجلة العلمية المرموقة Science.

ما يجعل جزيئات الآزوبنزين مثيرة للاهتمام بشكل خاص هو قدرتها على إجراء تغييرات في الشكل استجابة للإشعاع عند أطوال موجية محددة، مثل الضوء فوق البنفسجي أو الضوء المرئي. هذه الظاهرة، المعروفة باسم التصاوغ الضوئي، تسمح للأزوبنزين بالتبديل بين شكلين منفصلين أو أيزومرات، تسمىZ"و"E"، والتي يمكن اعتبارها حالة "تشغيل" وحالة "إيقاف" على التوالي. تتمتع هذه الخاصية الفريدة بأهمية هائلة، لأنها تفتح نطاقًا واسعًا من التطبيقات بما في ذلك تكنولوجيا النانو، وتخزين البيانات، وتوصيل الأدوية، وعلوم المواد ، والبحوث البيولوجية.

"من خلال محاكاة حاسوبية لعملية الأيزومرية من خلال كيمياء الكم، قمنا بتوضيح الآلية الكامنة وراء هذا النهج المبتكر الذي لا يؤدي فقط إلى تقدم البحوث الأساسية في مجال الآزوبنزين، ولكنه يمهد الطريق أيضًا للعديد من الاستخدامات العملية. هذه التطبيقات تستغل قوة المرئية الضوء وخاصة الضوء الأحمر الذي يتمتع بالطاقة الأقل في الطيف ويمنع استخدام الأشعة فوق البنفسجية التي تعتبر خطيرة ومسببة للسرطان" يقول البروفيسور إيجور شابيرو من الجامعة العبرية في القدس.

النقاط الرئيسية للدراسة:

نهج جديد: DESC يقدم نهجًا جديدًا فوق الجزيئي للتمثيل الضوئي للأزوبنزين، مما يتيح له الضوء المرئي، بما في ذلك الأطوال الموجية الحمراء.

العمل الجماعي للجزيئات: الجمع بين مضيف حلقي كبير خاص ومحسس ضوئي هو السر وراء نجاح DESC. إنهم يعملون معًا لتحديد وتعديل جزيئات معينة من الآزوبنزين.

فتح فرص جديدة: DESC مما يؤدي إلى حالات ثبات ضوئي خاصة لم يكن من الممكن إنشاؤها مباشرة باستخدام الضوء من قبل. وهذا يفتح العديد من الاحتمالات الجديدة لاستخدام الآزوبنزين بطرق مختلفة.

"لقد تمكنا من التقاط فيلم جزيئي باستخدام التحليل الطيفي بفاصل زمني، والذي يسلط الضوء على العملية المعقدة لاكتشافنا. وقد تم استخدام هذه الرؤية السينمائية للتحقق من الآلية الأساسية لاختلال التوازن عن طريق التوعية في ظل ظروف الحبس (DESC)، ويقدم دليلاً تجريبيًا على الإمكانات الرائدة لهذا النهج الجزيئي الرائد، "قال البروفيسور آري بريماجي، من جامعة تامبيري

يفتح هذا البحث الرائد طرقًا جديدة ومثيرة لاستخدام الآزوبنزين في مجالات مختلفة. من خلال توسيع نطاق الأطوال الموجية التي يمكن أن تسبب الأيزومرة، DESC يعد بتحسين كفاءة وتطبيق التقنيات المعتمدة على الآزوبنزين.

رابط لهذه المادة

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• مواد التنظيف الذاتي