Исследователи из Дартмута нашли решение, использующее видимый свет, для сокращения загрязнения, производимого в химически активируемых молекулярных выключателях.

Новинка открывает путь промышленному применению нанотехнологии, от поставки противораковых препаратов до жидкокристаллических мониторов и молекулярных двигателей.

Исследование опубликовано в издании Journal of the American Chemical Society.

Химически активируемые молекулярные переключатели — это молекулы, которые могут контролируемо перемещаться между двумя стабильными состояниями, и обратимо переключаться — подобно выключателю света — для активации функций включения и выключения. Например, активируемые светом выключатели могут тонко настроить противораковые препараты, так что они будут нацелены исключительно на раковые клетки, минуя здоровые, сокращая, таким образом, побочные эффекты от химиотерапии.

Однако обычно такие переключатели генерируют загрязнение и побочные продукты, что само по себе является проблемой. Один из способов сделать эти процессы чище заключается в использовании световой энергии, подобно тому, как в естественной среде действует «фотосинтез»: фотосинтез. В ходе экспериментов исследователи показали, что фотокислотная производная на основе мероцианина может эффективно использоваться в процессе переключения, благодаря чему процесс протекает быстро, эффективно не формирует загрязнители.

«Мы обратились к узкому месту, наблюдаемому в данной сфере десятилетиями — что делать с накопленными солями и побочными продуктами вследствие активации подобных выключателей», сообщил соавтор исследования доцент Иван Апрахамян. „Кислоты, основы и другие компоненты необходимо постоянно добавлять в смесь, чтобы убедиться, что система может переключаться, однако в течение нескольких циклов формируется так много грязи, что она нарушает процесс переключения. Мы обнаружили удобное решение в виде совмещения эффективной фотокислоты с нашим химически активированным гидразинным переключателем. Мы показали, что система может эффективно модулироваться свыше сотни раз без накопления загрязнений и без разрушения. Для этого мы применили видимый свет, то есть на самом деле мы преобразовали энергию света в химическую, подобно тому, что происходит в фотосинтезе. Можно расценивать этот процесс как экологичный, который поможет сократить загрязнение в будущем промышленном применении молекулярных переключателей“.