כיצד המולקולות מעבירות אנרגיה לאחר בליעת קרינה

“הרעיון ריחף לו בקהילייה המדעית מזה עשורים ונכרך שלא באופן ודאי במגוון הקשרים, אולם אף אחד לא הציע מערכת כימית שתוכל להוכיח אם הרעיון המדובר תקף, אם לאו,” אמר החוקר הראשי

אותו העיקרון הגורם למחליקות על הקרח להסתובב מהר יותר ככל שהן מקרבות את זרועותיהן לגוף משמש עתה חוקרים מאוניברסיטת מישיגן להבין כיצד מולקולות מעבירות אנרגיה לסביבתן בעקבות בליעת אור.

שימור התנע הזוויתי מהווה מאפיין בסיסי בטבע, ואותו מנצלים אסטרונומים על מנת לאתר את מיקומם של ירחים המסתובבים מסביב לכוכבים מרוחקים. בשנת 1972 הציעו חוקרים כי עיקרון זה אמור לחול גם על תגובות כימיות, אולם הדגמה ברורה לכך מעולם לא הושגה. בגיליון הנוכחי של כתב-העת היוקרתי Science הכימאיJim McCusker מוכיח לראשונה אי-פעם כי התופעה אכן קיימת וגם מציע כיצד כימאים יכולים לנצל אותה על מנת לשלוט במסלולים של תגובות כימיות באופן כללי ולחזות אותן.

“הרעיון ריחף לו בקהילייה המדעית מזה עשורים ונכרך שלא באופן ודאי במגוון הקשרים, אולם אף אחד לא הציע מערכת כימית שתוכל להוכיח אם הרעיון המדובר תקף, אם לאו,” אמר החוקר הראשי. “הממצאים שלנו לא רק שמעניקים תוקף לרעיון, אלא שהם גם מאפשרים לנו להתחיל ולחשוב על תגובות כימיות מנקודת מבט שונה לחלוטין.”

הניסוי כלל את ההכנה של שתי תרכובות דומות שהוכנו במיוחד בכדי לעבור תגובה כימית הידועה בשם מעבר אנרגיה על ידי תהודה פלואורסצנטית (FRET= fluorescence resonance energy transfer). בעקבות בליעת קרינה או אור המערכת נוטה להעביר את האנרגיה העודפת מחלק אחד של המולקולה לחלק אחר שלה. החוקרים שינו את הזהות של אחד מהאטומים במולקולה מכרום לקובלט. החלפה זו שינתה את התכונות של המולקולה ו”השביתה” את התגובה. העדר ההימצאות של מעבר אנרגיה בר-מדידה בתרכובת שהכילה קובלט במקום כרום אישר את ההשערה.

“ערכנו בהצלחה מה שמכונה ניסוי של הוכחת עיקרון,” מסביר החוקר הראשי. “ניתן בקלות לעלות על הדעת ניצול של רעיונות אלו לתהליכים כימיים אחרים, ואנו אכן בוחנים כעת חלק מאפשרויות אלו.” החוקרים מאמינים כי הממצאים שלהם יוכלו להשפיע על מגוון תחומים, החל מאלקטרוניקה מולקולארית, ביולוגיה ומדעי האנרגיה וכלה בפיתוח של סוגים חדשים של תגובות כימיות.

הידיעה על המחקר