Enerji Dönüşümü ve İlaç Taşınımında Rol Oynayan Dev Moleküler Kafesler
Trinity Koleji (Dublin) ve AMBER (İleri Malzeme ve Biyomühendislik Araştırmaları) ortak çalışmaları sonucu kimyasal reaksiyonlarda moleküllerin dönüşüm verimlerini maksimum düzeye getirebilecek ve gelecekte sensörlerde ve ilaç taşınımında kullanabilecek ‘moleküler kafesler’ olarak adlandırdıkları yapıları tasarladılar. Bu kafesler farklı işlevsel özellikler gösterecek şekilde değişik moleküller ile doldurulabilmektedir. İnanılmaz şekilde, bu yapıyı içeren bir çay kaşığı toz, reaktivite ve depolama kapasitesini arttırmak için bir futbol sahasından (4000 m2/g) daha geniş bir iç yüzey alanı oluşturuyor.
Yapının ağırlığıyla bağlantılı olarak çözünürlüğü ile birlikte bu muazzam yüzey alanı enerji dönüşümü için oldukça umut vaat ederken yapı taslağı (boşluklu), farklı moleküllerin ayrık şekilde yerleşmesine olanak tanıyor. Bu ikinci özellik ‘metal-organik-organik çok yüzlü (MOP)’ yapıların potansiyel kullanımlarını artırmada anahtar rol oynamaktadır, çünkü yalnızca özel koşullarda reaksiyona girmek için maddeler bu boşluğu doldurabilmektedir.
Örneğin, biyo-algılama ve ilaç taşınımında kimyasal reaksiyonun başlaması için biyolojik bir işaret gerekmektedir. Bir ilaç hedef bölgede (biyolojik molekülün serbest bırakılmasını sağlayacağı yerde) bu MOP’ların birinde kapsüllenebilir.
Araştırmacılar, bu buluşun yeşil enerjide metal-organik ve ışık geçirgen yapıların geliştirilmesinde yararlanılacağı konusunda umutlu ve hayalleri enerji üretmek için ışığı basitçe kullanan bir molekül (bitkilerin fotosentez yoluyla enerji üretmesini kopya ederek) tasarlamak.
Çalışmanın yazarlarından Prof.Dr. Wolfgang Schmitt, esas olarak (belirli koşullar hayata geçirilene kadar) farklı molekülleri bir arada tutabilen moleküler ‘şişe’ ya da ‘sünger’ tasarladıklarını ve bu özelliklerinden dolayı boş kafes tiplerinin bilim dünyasında dikkat çektiğini vurguladı. Ancak potansiyel uygulamalar arttığında ve hedef sistemlerle çevreler daha karmaşık hale geldiğinde yeterince büyük iç boşluklar ve yüzey alanları olmadığından ilerlemelerin aksadığını kaydetti. Oldukça fazla bağlanma yerine sahip bir dizi alt kafes içeren MOP’un bu zamana kadar yapılanlar arasında en büyük olduğunu ifade eden Schmitt, nano boyutlu bölümlerin potansiyel olarak moleküllerin reaktivitesini ve özelliklerini sınırlandırılmış iç alanlar içine kapsüllenerek değiştirebileceğini ve bu kafeslerin örneğin farklı kimyasal reaksiyonların oluşturulmasında kullanılabileceğini dile getirdi. Böylece, bu moleküllerin biyolojik enzimleri taklit etme potansiyeline sahip olduğunu belirtti.
Nature Communications dergisinde yayınlanan çalışmada belirtildiği üzere yeni kafes molekülün yapısında 36 bakır atomu ve 96 ayrı bileşen mevcut.
Kaynak : sciencedaily.com
