تولید ماکرومولکول با استفاده از الگو

محققان انگلیسی موفق شدند با استفاده از یک الگوی ساده، مولکول‌های بزرگ با اندازه‌ی مشخصی را تولید کنند. در این راهبرد از یک الگو که دارای m نقطه‌ی اتصال است و یک بلوک سازنده که دارای n نقطه‌ی اتصال است، استفاده شد تا یک ترکیب با حلقه‌ی ۱۲ عضوی ساخته شود.

محققان انگلیسی موفق شدند با استفاده از یک
الگوی ساده، مولکول‌های بزرگ با اندازه‌ی مشخصی را تولید کنند. در این
راهبرد از یک الگو که دارای m نقطه‌ی اتصال است و یک بلوک سازنده که دارای
n نقطه‌ی اتصال است، استفاده شد تا یک ترکیب با حلقه‌ی ۱۲ عضوی ساخته شود.

راهبردهای اخیر در تولید نانومواد، مبتنی بر روش‌های پیشرفته‌ای مانند
پلیمریزاسیون زنده و خودآرایی است؛ اما این روش‌ها اغلب منجر به تولید
مخلوطی از محصولات می‌شوند. گروه تحقیقاتی هری اندرسون در دانشگاه آکسفورد
با الهام از طبیعت، که در آن الگوهایی بسیار پیچیده‌ای مانند ریبوزوم برای
تولید مولکول‌های پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرند، راهبردی ارائه دادند
که در آن با به‌کارگیری الگوهای پایه می‌توان ماکرومولکول‌هایی با طول دقیق
تولید کرد.
 

مالنی اوسیلیوان، نویسنده‌ی مقاله‌ی مربوط
به این پروژه، می‌گوید تاکنون گروه تحقیقاتی ما، با استفاده از الگو،
نانوحلقه‌هایی هم‌اندازه تولید می‌کرده‌است. وقتی ما یک حلقه‌ی ۱۲ عضوی را
سنتز کردیم، تازه به دشواری‌های ساخت یک الگو با اندازه‌ی یکسان پی بردیم؛
بنابراین برای ساخت حلقه‌های بزرگ‌تر باید به راهبردهای جایگزین
می‌اندیشیدیم.

در این راهبرد جدید از یک الگو که دارای m نقطه‌ی اتصال است و یک بلوک
سازنده که دارای n نقطه‌ی اتصال است استفاده شده‌است. تحت شرایط واکنشی
مناسب، این الگو، ساخت مولکول‌های بزرگ را به نحوی هدایت می‌کند که طول
مولکول تشکیل‌شده کوچک‌ترین مضرب مشترک m و n باشد.

این روش الگوبرداری، از کولیس ورنیه الهام گرفته شده‌است که قادر است
تفاوت‌های جزئی در اندازه را در اجسام نسبتاً بزرگ‌تر اندازه‌گیری کند. در
این روش از اختلاف موجود میان بخش ثابت و متحرک دستگاه استفاده می‌شود تا
قدرت تفکیک بالاتری به‌دست آید.

پژوهشگران نانوحلقه‌ی‌ ۱۲- پورفیرین را با استفاده از الگو حاوی شش نقطه‌ی
اتصال و یک بلوک سازنده با چهار نقطه‌ی اتصال تولید کردند. در این روش از
پیوندهای کووالانسی برگشت‌ناپذیر موجود در واحدهای سازنده برای انجام واکنش
استفاده کردند و در نهایت توانستند ترکیباتی با بهره‌ی بالا و زمان واکنش
کوتاه به دست آورند.

این روش قاعدتاً باید قابل تعمیم به مولکول‌های بزرگ باشد؛ برای مثال با
افزایش اندازه‌ی نقاط اتصال از ۴ به ۵ و استفاده از همان الگوی قبلی
می‌توان اندازه‌ی حلقه را از ۱۲ به ۳۰ افزایش داد.

حلقه‌ی ۱۲- پورفیرین با قطر ۴٫۷ نانومتر، دارای بزرگ‌ترین حلقه‌ی حاوی
پیوندهای pi بوده که تاکنون سنتز شده‌است که ویژگی‌های فتوشیمیایی و
الکتروشیمیایی آن به‌دلیل شباهت با کمپلکس‌های کلروفیلی دریافت‌کننده‌ی
نور، می‌تواند مورد توجه محققان قرار گیرد.