明斯特大学 被溶剂分子包围的光敏分子开关的分子结构(在中间)
科学家们揭示了一种光诱导的脚踏式运动，既可以前进也可以后退
这张照片出现在今天(6月18日)出版的该杂志印刷版的封面上
信用:经本人许可转载
Conti等人
(2020)，《物理化学快报杂志》 分子开关——它们是电子开关的分子对应物，在自然界的许多过程中起着重要的作用
这种分子可以在两种或多种状态之间可逆地相互转换，从而控制分子过程
例如，在生物体中，它们在肌肉收缩中发挥作用，但我们的视觉感知也是基于眼睛中分子开关的动力学
科学家们正在努力开发能够在不同状态之间切换的新型分子组件，以便能够具体控制分子过程
由纳米技术专家Dr
德国明斯特大学的赛义德·阿米尔贾莱尔现在对分子开关的过程有了更深入的了解:利用分子动力学模拟，科学家们制作了原子水平的摄影胶片，从而跟踪分子构件的运动
结果是一个光控的“脚踏式运动”，前进和后退
虽然在早期的工作中已经在这种背景下预测到了它，但到目前为止还不能直接证明它
将来，这些结果可能有助于借助分子开关来控制材料的性质——例如，为了从纳米胶囊中专门释放药物
“为了有效地嵌入新的响应材料，开关过程的详细说明以及它们在分子和原子水平上的作用方式是至关重要的，”博士强调
明斯特大学物理研究所和纳米技术中心的小组负责人赛义德·阿米尔贾莱尔说
这项研究已经发表在《物理化学快报》杂志上
分子动力学模拟能够通过计算原子和分子之间的相互作用，在计算机中描述它们的运动
在他们目前的研究中，科学家们以这种方式研究了一种基于偶氮二甲酰胺的分子开关，在模拟中使用了所谓的组合量子力学/分子力学方法
“以前的实验和理论研究只提供了对溶液中这种开关的工作机理的间接见解
在我们理论方法的帮助下，我们现在可以在考虑分子环境的同时跟踪光诱导动力学，”赛义德·阿米尔贾莱解释道
开关的脚踏式运动由光触发，像自行车踏板一样前后移动
对光响应开关工作机理的详细了解为这些分子构件在新型“智能”功能材料中的应用奠定了重要基础
除了明斯特大学，博洛尼亚大学(意大利)和阿姆斯特丹大学(荷兰)也参与了这项研究
“尽管在科罗纳危机之后的当前形势下，与欧洲同事的跨境交流可能会发生——几乎是，但仍然非常密集
我们一起取得了有趣而有价值的成果，”赛义德·阿米尔贾莱总结合作时说
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