物理科技生物学-PHYICA

研究人森川梓员通过一个水分子创造了一个微小的回路

化学 2021-11-11 00:02:58

作者大卫·贝拉坦,杜克大学 学分:亚利桑那州立大学李敏祥 水是氢和氧的简单混合物,对生命至关重要

尽管单个水分子在自然界中占据中心位置,但对其在生物学中的作用却知之甚少

杜克大学的研究人员与亚利桑那州立大学、宾夕法尼亚州立大学和加州大学戴维斯分校合作,研究了电子如何流经水分子,这一过程对生命系统的能量生成机制至关重要

研究小组发现,水分子聚集在固体表面的方式使分子成为电子转移的强介体或弱介体,这取决于它们的方向

该小组的实验表明,水可以采用更高或更低的导电形式,就像你墙上的电子开关一样

他们能够利用大电场在两种结构之间转换

在15年前发表在《科学》杂志上的一篇论文中,杜克大学化学教授大卫·贝拉坦预测,水在生命系统中的中介属性将取决于水分子的取向

水团和水链遍布整个生物系统

“如果你知道单个水分子的两种形式的导电特性,那么你就可以预测水链的导电特性,”加州大学伯克利分校博士后、该论文的第一作者向立民说

项说:“就像乐高积木一样,你也可以用两种水来堆砌一条水链。”

除了发现水的两种形式,作者还发现水在高电压下可以改变其结构

事实上,当电压很大时,水从高导电形式转变为低导电形式

事实上,这种转换可能会阻断生命系统中电子电荷的流动

这项研究标志着建立水合成结构的重要的第一步,水合成结构有助于生物分子和电极之间的电接触

此外,这项研究可能有助于揭示自然界通过水分子维持适当电子传递的策略,并有可能揭示与氧化损伤过程相关的疾病

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