كيف تنقل الجزيئات الطاقة بعد امتصاص الإشعاع

وقال الباحث الرئيسي: "لقد كانت الفكرة تطفو على السطح في المجتمع العلمي منذ عقود وكانت غير مؤكدة في مجموعة متنوعة من السياقات، ولكن لم يقترح أحد نظامًا كيميائيًا يمكنه إثبات ما إذا كانت الفكرة المعنية صحيحة أم لا".

نفس المبدأ الذي يجعل المتزلجين على الجليد يتحولون بشكل أسرع عندما يقربون أذرعهم من الجسم يستخدمه الآن باحثون في جامعة ميشيغان لفهم كيفية نقل الجزيئات الطاقة إلى المناطق المحيطة بها بعد امتصاص الضوء.

يعد الحفاظ على الزخم الزاوي من الخصائص الأساسية للطبيعة، ويستخدمه علماء الفلك لتحديد مواقع الأقمار التي تدور حول النجوم البعيدة. في عام 1972، اقترح الباحثون أن هذا المبدأ يجب أن ينطبق أيضًا على التفاعلات الكيميائية، ولكن لم يتم تقديم دليل واضح على ذلك أبدًا. وفي العدد الحالي من مجلة العلوم المرموقة، يثبت الكيميائي جيم ماكوسكر لأول مرة على الإطلاق أن هذه الظاهرة موجودة بالفعل، ويقترح أيضًا كيف يمكن للكيميائيين الاستفادة منها من أجل التحكم في مسارات التفاعلات الكيميائية بشكل عام والتنبؤ بها.

وقال الباحث الرئيسي: "لقد كانت الفكرة تطفو في المجتمع العلمي منذ عقود وكانت غير مؤكدة في مجموعة متنوعة من السياقات، لكن لم يقترح أحد نظامًا كيميائيًا يمكنه إثبات ما إذا كانت الفكرة المعنية صحيحة أم لا". "إن النتائج التي توصلنا إليها لا تؤكد صحة الفكرة فحسب، بل تسمح لنا أيضًا بالبدء في التفكير في التفاعلات الكيميائية من منظور مختلف تمامًا."

تضمنت التجربة تحضير مركبين متشابهين تم إعدادهما خصيصاً للخضوع لتفاعل كيميائي يعرف باسم نقل طاقة الرنين الفلوري (FRET= نقل طاقة الرنين الفلوري). بعد امتصاص الإشعاع أو الضوء، يميل النظام إلى نقل الطاقة الزائدة من جزء من الجزيء إلى جزء آخر منه. وقام الباحثون بتغيير هوية إحدى الذرات في الجزيء من الكروم إلى الكوبالت. أدى هذا الاستبدال إلى تغيير خصائص الجزيء و"تعطيل" التفاعل. إن عدم وجود تحول طاقة قابل للقياس في المركب الذي يحتوي على الكوبالت بدلا من الكروم أكد هذه الفرضية.

يوضح الباحث الرئيسي: "لقد أجرينا بنجاح ما يُعرف بتجربة إثبات المبدأ". "إن استخدام هذه الأفكار في عمليات كيميائية أخرى يمكن تصوره بسهولة، ونحن بالفعل نستكشف حاليًا بعضًا من هذه الاحتمالات." ويعتقد الباحثون أن النتائج التي توصلوا إليها يمكن أن تؤثر على مجموعة متنوعة من المجالات، من الإلكترونيات الجزيئية والبيولوجيا وعلوم الطاقة إلى تطوير أنواع جديدة من التفاعلات الكيميائية.

أخبار الدراسة