Ученые из Японии применили эффект молекулярного распознавания при получении полимерных гелей, в результате получилось что то вроде молекулярной липучки, молекулы цепляют и удерживают при этом друг друга и гель.
Акира Харада, и его коллеги из университета Осаки, выбрали циклодекстрины (ЦД), в качестве хозяев и другие вещества, которые любят располагаться внутри ЦД в качестве гостей , привив к ним разные полимерные цепи. Когда такие полимеры в виде гелей смешивают в воде, они находят друг друга и держатся вместе. Это происходит потому, что молекулы гостей , на поверхности одного из гелей, находят молекулы циклодекстринов на поверхности другого, и связываются с ними. Взаимодействие хозяин-гость хорошо известно в химии растворов, но не применялось в макроскопическом масштабе ранее. Фил Гейл из Университета Саутгемптона, Великобритания, отмечает, что идея является такой простой и элегантной, что кажется очевидной. Почему никто не придумал это раньше? ,- спрашивает он. Биологические системы часто используют молекулярное распознавание, и это вдохновило Харада использовать тот же процесс в реальном мире.
Команда пробовала разные функциональные группы в поиске наилучшего варианта такого взаимодействия. Они изучали взаимодействие обоих альфа-циклодекстринов и больших бета-циклодекстринов с полиакриламидными цепями, а так же с адамантильными, н-бутильными или трет-бутильными функциональными группами. Даже при смешении различных гелей в одном объеме, адамантил и трет-бутил гели придерживаются только бета-ЦД гелей, а н-бутил гели - только альфа-ЦД гелей.
Такие гели показывают очень сильное хозяин-гость взаимодействие, хоть и связи образовываются не ковалентные при взаимодействии. При взаимодействии бета-циклодекстринных и адамантильных гелей, взаимодействие получается настолько сильным, что при попытке их разделить, быстрее разрушаются сами полимерные гели, чем связи между ними. Однако, другие гели слипаются менее сильно и могут быть соединены и разделены без разрушения.
Я думаю, что это красивая демонстрация того, как взаимодействие между молекулами может привести к макроскопическому притяжению между объектами в реальном масштабе ,- говорит Гейл, который работает в областях супрамолекулярной химии и молекулярном распознавании.
Харада планирует исследовать различные межмолекулярные взаимодействия, в том числе с использованием биологических молекул, возможно это позволит использовать систему для привязки к поверхности клетки, возможно, для иммобилизации клеток на поверхности. Возможно так же применение находки в других областях, например в медицине для склеивания ран, что бы избирательно соединять только клетки кожи.
