محققان موفق شدند یک قفسه مولکولی سه بعدی بسازند که با استفاده از تعدادی پیوند هیدروژنی بههم متصل هستند. این ساختار از دو نوع وجه آلی شش ضلعی تشکیل شده که با استفاده از خودآرایی به یک چندوجهی تبدیل میشود. این ساختار قادر است موادی مختلف با بارهای متفاوت را در خود جای دهد. این چند وجهی یک نوع جدیدی از مواد تلقی میشود.
تولید یک حمل کننده مولکولی
تیم تحقیقاتی مایکل وارد، از دانشگاه
نیویورک و میلان بیکوکا در ایتالیا، دریافته است که دو مولکول شش وجهی
صاف با ابعاد صحیح و پیوندهای هیدروژنی موجود در لبههای آنها هیچ راهی
برای اتصال ندارند مگر اینکه بهصورت سه بعدی بهشکلی که محققان مایل هستند،
با هم جفت شوند.
وجه اول، شامل یک خوشه نیترات تریس گواندینیوم و وجه دوم شامل بنزن هگزا ۴-
سولفوناتو فنیل است. وقتی این مواد اولیه درون محلول قرار میگیرند، چهار
تا از وجهها از طریق ۷۲ پیوند هیدروژنی بین گروههای N-H از یک نوع و O-S
از نوع دیگر، خودآرایی میدهد.
وارد میگوید، ما با استفاده از اساس تقارن
مولکولی موفق شدیم یک چند وجهی مبتنی بر پیوندهای هیدروژنی بسازیم. این
قفسه مولکولی به یک بلور زئولیت شکل، متصل است که هر بلور دارای حجم داخلی
۲۲۰۰آنگستروم مکعب است. این تیم تحقیقاتی ثابت کردند که این فضای خالی میتواند
میزبان مولکولهای مختلفی از ترکیبات دارای ۱۰ بار منفی گرفته تا ترکیبات
دارای ۴ بار مثبت، باشد. یافتن قفسهای که بتواند هم مولکولهای دارای بار
مثبت و هم مولکولهای دارای بار منفی را در خود جای دهد، بسیار دشوار است.
برخی مولکولها بهمحض وارد شدن بهدرون این قفسه از طریق کانالها مربعی
شکل، شکل هندسیشان تغییر میکند. برخی مولکولها نیز در حین خودآرایی و
تشکیل قفسه، درون آن جای گرفته یا پس از تشکیل قفسه درون قفسه خودآرایی
داده و شکل میگیرند.
شکل هندسی قفسه بسیار مستحکم است بهطوری
که تحت تاثیر مولکول هدف قرار نمیگیرد. این مسئله در مواقعی که یک ساختار
ابرمولکولی غیرکووالانسی قرار است درون قفسه قرار گیرد مصداق پیدا میکند.
وارد میگوید ما توانستیم یک نوع جدیدی از مواد را تولید کنیم که در آنها
از مواد سنتزی آلی برای فراهم کردن عملکرد جدید مولکولی استفاده شده است.
از نگاه متخصصان این پروژه نتایج بسیار خوبی داشته است، زیرا ساختاری تولید
شده که قادر است طیف وسیعی از مواد را در خود جای دهد، که کار سادهای
نیست.