Programlanabilir sentetik malzemeler

Programlanabilir sentetik malzemeler

Yapay moleküller bir gün yeni bir bilgisayar türünün bilgi birimini oluşturabilir veya programlanabilir maddeler için temel oluşturabilir. Bilgi, tek tek atomların uzamsal düzeninde kodlanacaktır.Şöyle ki; baz çiftlerinin dizisinin DNA’nın bilgi içeriğini belirleme şekline benzer veya sıfırlar ve birler dizileri bilgisayarların belleğini oluşturur.

California Üniversitesi, Berkeley ve Ruhr-Universität Bochum’daki (RUB) araştırmacılar bu vizyona doğru bir adım attılar. Atom prob tomografisinin, çok değişkenli metal-organik kafeslerde metal iyonlarının karmaşık bir uzaysal düzenlemesini okumak için kullanılabileceğini gösterdiler.

Metal-organik kafesler (MOF’ler), iyi tanımlanmış bir yapı oluşturmak için organik birimlerle birbirine bağlanan çok metalli düğümlerin kristal gözenekli ağlarıdır. Bilgileri bir dizi metal kullanarak kodlamak için, ilk önce metal düzenlemeyi okuyabilmek çok önemlidir. Ancak, düzenlemeyi okumak son derece zordu. Son zamanlarda, bu tür çok değişkenli yapıların sunabileceği kapsamlı bilgiler nedeniyle metal dizilerinin karakterize edilmesine olan ilgi artmaktadır.

Temel olarak, MOF’larda metal dizisini okumak için hiçbir yöntem yoktu. Mevcut çalışmada araştırma ekibi, Bochum merkezli malzeme bilimcisi Tong Li’nin uzman olduğu atom prob tomografisini (APT) kullanarak bunu başarıyla gerçekleştirdi. Araştırmacılar, 2005 yılında Yaghi grubu tarafından yapılan MOF-74’ü merak konusu olarak seçtiler. MOF’leri kobalt, kadmiyum, kurşun ve manganezin karışık kombinasyonlarıyla tasarladılar ve ardından APT kullanarak mekansal yapılarının şifresini çözdüler.

RUB Malzeme Enstitüsü’nde Atomik Ölçekli Karakterizasyon araştırma grubu başkanı ve profesörü Li, yöntemi 7 Ağustos 2020’de çevrimiçi olarak yayınlanan Science dergisinde UC Berkeley’den Dr.Zhe Ji ve Profesör Omar Yaghi ile birlikte anlatıyor.

Tıpkı biyoloji kadar sofistike

Gelecekte, MOF’ler programlanabilir kimyasal moleküllerin temelini oluşturabilir. Örneğin; bir MOF, enfekte olmuş hücreleri hedeflemek için vücuda aktif bir farmasötik bileşen sokmak ve daha sonra aktif bileşeni daha fazlasına gerek olmadan bir kez zararsız atık maddelere ayırmak için programlanabilir. Veya MOF’ler farklı ilaçları farklı zamanlarda salacak şekilde programlanabilir.

Yaghi, “Bu çok etkili çünkü temelde gözeneklerden çıkan moleküllerin davranışını kodluyorsunuz.” dedi.

Ayrıca CO2’yi yakalamak ve aynı zamanda CO2’yi kimya endüstrisi için yararlı bir hammaddeye dönüştürmek için de kullanılabilirler.

Yazarlar, “Uzun vadede, programlanmış atomik dizilere sahip bu tür yapılar, malzeme sentezi hakkındaki düşünme şeklimizi tamamen değiştirebilir.” diye yazıyorlar. “Sentetik dünya, daha önce biyoloji için ayrılmış olan yepyeni bir hassasiyet ve karmaşıklık düzeyine ulaşabilir.”

Çeviri:Simge KARA

Kaynak:More information: Sequencing of metals in multivariate metal-organic frameworks, Science (2020). DOI: 10.1126/science.aaz4304 , science.sciencemag.org/content/369/6504/674

https://www.sciencemag.org/    https://www.berkeley.edu/

41 Paylaşımlar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Solve : *
27 + 13 =


This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.