Химики создают легкие магниты, которые остаются активными часами

Исследовательская группа из Университета химии и технологий, Прага (UCT Prague) и Институт органической химии и биохимии Чешской академии наук (IOCB Prague) создали и описали новый тип PhotoWitch. Молекула, ацилгидразон на основе тиенила, подвергается беспрецедентному преобразованию «с закрытым до открытым», где свет преобразует его в стабильный дирадикал.

В то время как ранее опубликованные жизни в таких триплетных государствах составляют несколько миллисекунд, это Новая молекулаВ переключенном состоянии имеет период полураспада более шести часов. Это революционное инновация открывает путь для оптимизации каталитические процессыРазработка нового хранилище данных и спинтронические устройства, а также целенаправленное элиминацию устойчивых к антибиотикам патогенов. Работа есть опубликовано в Журнал материалов химия cПолем

Photogatches – это молекулы, которые изменяются между двумя состояниями под воздействием света. Этот новый переключатель уникален, потому что он переходит от стабильного, немагнитного (закрытого оболочки) состояния в исключительно долгоживущем магнитном (открытая триплет). В этом триплетном состоянии два электрона имеют параллельные спины, что делает молекулу парамагнитной и очень реактивной. Это состояние имеет решающее значение для многих фотохимических процессов, включая генерацию Реактивные виды кислородаПолем

«Хотя ранее известно и описано в литературе, что в молекулах это состояние длится по порядку нано-миллисекундов, в случае нашего переключения, оно сохраняется в течение десятков часов, что является необычным»,- объясняет глава исследования, Петр Коваичэк из UCT Prague, добавив, что его докторский студент, Мартин Шетк, принес основной вклад. Кроме того, команда не могла бы преуспеть без экспертных навыков Даны Нахтигаловы и Яна Тарабека из IOCB Prague.

Инновация имеет несколько непосредственных применений. В катализе команда продемонстрировала, что сфотографированная форма действует как мощный радикальный инициатор, успешно управляя радикальной броминией толуола. Для хранения данных и спинтроники молекула образует полную систему записи-эразы.

«Триплетное состояние парамагнитно, что позволяет информации« писать »со светом», читать «магнитно», – заявляет д -р Коваичик. А Научная статья Кроме того, раскрывает решающий третий шаг: информация может быть полностью и мгновенно стирана электрическим импульсом.

«Такое длинное триплетное состояние действительно удивительно. В течение долгого времени я даже не считал возможным и отвергал это объяснение»,-говорит он, объясняя, почему статья является результатом трехлетней интенсивной экспериментальной работы. «Убедить редакторов и рецензентов в этом также колоссальной задачей».

Наиболее перспективным применением команды является фотодинамическая инактивация патогенов. «Наши новые молекулы могут после облучения светом, генерировать реактивные формы кислорода, так называемые АФК, что эффективно разрушает ряд антибиотиков-резистентных грибов и бактерий, в том числе золотой стаф (Staphylococcus aureus) и выбранные патогены из списка ВОЗ»,-говорит д-р Kovařřřekek.

«АФК чрезвычайно эффективны – они устраняют более 99,99% клеток, но только там, где мы сияем свет. Это является ключом для безопасности медицинского применения, что, конечно, должно быть подтверждено в дальнейших исследованиях».

Основным преимуществом вновь синтезированных молекул является их исключительно низкая стоимость и простое производство – по лабораторному масштабу один килограмм стоит приблизительно 1000 чешских коронок (около 43 долларов США).

Идея медицинского использования была случайным открытием. Студенческий бакалавр, проверяющий молекулы в биологической обстановке, обнаружил, что они уничтожили ДНК образца с удивительной эффективностью, выявив новое мощное оружие против микроорганизмов. В сотрудничестве с доктором Ленковой из Департамента биохимии и микробиологии команды уже готовит новый проект для достижения этой цели.