مدلی برای پیش‌بینی رفتار مولکول‌ها در نانوراکتور

فیزیک‌دانان نظریه‌پرداز موفق به ارائه مدل ریاضی از دو نوع مولکول شدند که درون یک نانوراکتور با هم واکنش می‌دهند. نحوه واکنش دو مولکول و این که چه چیزی آنها را کنترل می‌کند، محققان را متعجب کرده است.. این مدل را می‌توان در حوزه‌های مختلف از بیوفیزیک گرفته تا مواد مورد استفاده قرار داد.
نانوراکتورها سامانه‌های کوچکی هستند که می‌توانند نقش کاتالیزور را ایفا کرده و واکنش‌های شیمیایی ویژه‌ای را تسهیل کنند. در حال حاضر سامانه‌های زیستی مختلف نظیر پروتئین‌ها به‌عنوان نانوراکتور مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما شیمی‌دان‌ها می‌توانند نانوراکتورهای مصنوعی را نیز سنتز و واکنش‌های شیمیایی را با آن کنترل کنند.
یکی از مهمترین ساختارهایی که برای این منظور استفاده می‌شود، ساختار تخم مرغی بوده که دارای یک هسته و یک پوسته است. در این ساختارها هسته‌ای از جنس نانوذرات توسط یک پوسته حاوی شبکه پلیمری محاط شده‌است. این نوع نانوراکتورها می‌توانند در محیط ایزوله واکنش ویژه‌ای را کاتالیز کند.
رافائل روا از محققان مؤسسه HZB نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای با عنوان Catalyzed Bimolecular Reactions in Responsive Nanoreactors در نشریه ACS Catalysis به چاپ رسانده است. او می‌گوید:« ما به‌صورت ریاضی برای اولین بار نشان دادیم که چگونه دو مولکول مختلف برای انجام واکنش در یک نانوراکتور با هم تعامل دارند. این مدل به خوبی نشان می‌دهد که چه عواملی روی واکنش تأثیر می‌گذارند.»
این گروه نشان دادند که نرخ واکنش با غلظت مولکول‌ها در محلول محدود نمی‌شود، اما نفوذپذیری پوسته تأثیر زیادی در این فرآیند دارد. این نتیجه اهمیت زیادی دارد؛ چرا که محققان می‌توانند خواص پوسته نانوراکتور را تنظیم کنند. این مدل یک گام رو به جلو در مسیر ساخت نانوراکتور است و می‌تواند نظریه‌های پیشین را اصلاح کند.
این گروه قصد دارند تا این مدل را در دنیای واقعی نیز به‌صورت عملی مورد آزمایش قرار دهند. آنها قصد دارند عوامل تأثیرگذار در این نانوراکتور را بررسی کنند تا بتوانند کنترل بهتری روی آن داشته باشند.