از زمان ادیسون تا کنون، گرما همیشه یک محصول ناخواسته در فرآیند تولید نور بوده است. اخیرا پژوهشگران دانشگاه رایس نور را به گرما تبدیل کرده‌اند تا با استفاده از آن آغازگر یک واکنش زیست شیمیایی از راه دور باشند. نتایج این پژوهش در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.
استفاده از نور برای آغاز فرآیند زیست شیمیایی
از زمان ادیسون تا کنون، گرما همیشه یک محصول ناخواسته در فرآیند تولید نور بوده است. اخیرا پژوهشگران دانشگاه رایس نور را به گرما تبدیل کرده‌اند تا با استفاده از آن آغازگر یک واکنش زیست شیمیایی از راه دور باشند. نتایج این پژوهش در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.
یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه رایس از ترکیب نانوذرات طلا که دارای خواص پلاسمونیک است با آنزیم‌ها موفق به ارائه روشی شده که در آن تابش امواج مادون قرمز موجب گرم شدن نانوذرات و در نهایت فعال شدن آنزیم می‌شود. این کار موجب می‌شود تا فرآیندهای شیمیایی در دمای پایین‌تری رخ دهد. از آنجایی که گرمادهی تنها در نواحی انجام می‌شود که ضرورت دارد در نتیجه محیط انجام واکنش دمای کمی خواهد داشت.
بلانکشاین از محققان این پروژه می‌گوید با این روش ما از مزایای کار در دمای بالا بهره‌مند می‌شویم در حالی که کار در دمای پایین انجام می‌شود. با این کار سطح نانوذرات گرم می‌شود و آنزیم فعال می‌گردد بدون این که روی محیط اطراف اثری بگذارد.
از این روش می‌توان در فرآیند صنعتی استفاده کرد که در آنها نیاز به گرمادهی وجود دارد، همچنین می‌توان فرایندهایی را از راه دور تحت کنترل در آورد. ذرات مورد استفاده در این پروژه از جنس طلا بوده که دارای عرض ۱۰ نانومتر و طول ۳۰ نانومتر است، در صورت تابش پرتوهای مادون قرمز به این ذرات، آنها گرم می‌شوند. ابعاد و شکل این نانوذرات به‌گونه‌ای است که می‌توانند با پرتوهایی با طول موج ۸۰۰ نانومتر برهمکنش دهند. تابش لیزر موجب برانگیختگی پلاسمون سطحی شده و در نهایت انرژی به‌صورت گرما از سطح آن آزاد می‌شود.
در این پروژه محققان آنزیم‌های گلوکوکیناز را به سطح نانوذرات طلا متصل کردند. این کمپلکس نانوذرات/آنزیم درون محلولی غوطه‌ور شده و برای تجزیه گلوکز مورد آزمایش قرار گرفت. این محلول به‌صورت توده‌ای گرم شد، نتایج نشان داد که در دمای ۱۷۶ درجه سانتیگراد واکنش انجام می‌شود. در قدم بعد این کمپلکس درون دانه‌ای ژل مانند از جنس آرژنات کلسیم قرار داده شده و با استفاده از تابش مادون قرمز گرم شد. نتایج نشان داد که بدون نیاز به گرم کردن محلول، فرآیند تجزیه انجام می‌شود.
محققان معتقدند که می‌توان از این روش برای تولید سوخت از مواد زیستی نظیر لیگنوسلولز استفاده کرد. همچنین برای تولید برخی داروها نیز این روش می‌تواند مفید باشد.
