Химики из Ланкастерского университета в сотрудничестве с международными коллегами открыли «Завод по разведению кристаллических ядер», который, по их словам, приведет к более эффективной и действенной разработке качественных химических продуктов.
«Промышленная кристаллизация — это большой и дорогой бизнес», — объясняет профессор Джамшед Анвар с химического факультета Университета Ланкастера.
«Кристаллические зародыши» (очень маленькие кристаллы) добавляются в процесс, чтобы действовать как «шаблон», чтобы обеспечить получение большего количества кристаллов той же формы и размера."
"Правило сада -если вы посеяли одно семя, вы должны получить одно растение. Однако в случае кристаллов одна затравка вызывает образование тысяч новых кристаллов, как если бы происходит «размножение».
Как это происходит, никогда не понимали. Это был большой вопрос, и это фундаментально."
Предыдущие эксперименты для понимания проблемы не имели большого значения, поскольку микроскопы недостаточно сильны, чтобы определить, что на самом деле делают молекулы.
Профессор Анвар и его коллеги, доктор Шахзеб Хан из Малакандского университета, Пакистан, и профессор Леннарт Линдфорс из AstraZeneca, Швеция, с помощью компьютерного моделирования «нанесли на карту» в формате диаграммы фактические движения химических молекул в процессе их размножения.
Моделирование основывается на понимании «сил» между атомами, на основе которых они вычисляют, что делают молекулы, скорее как предсказание расчетным путем, как бильярдный шар может сломаться.
Путешествие включает в себя химические молекулы в растворе, образующие кластеры, которые, прикрепляясь к поверхности кристалла-затравки, образуют новые нанокристаллы, которые слабо прикрепляются к поверхности затравки.
Жидкости, используемые в процессе, срезают новые слабо связанные новые кристаллы с поверхности затравочного кристалла, позволяя поверхности быть в дальнейшем доступными для повторного процесса, а новые кристаллы продолжают действовать как сами затравочные кристаллы.
«Это большой шаг вперед», — добавляет профессор Анвар. "Это означает, что можно вмешаться в процесс кристаллизации и фактически сконструировать форму, размер и тип кристаллов, чтобы спроектировать их.
«Для некоторых лекарств важно иметь правильную« ручку », так как вам нужен правильный ключ в замке, чтобы наркотики работали. Методология «посева» позволяет отделить правильные молекулы от мошеннических и сделать это эффективно."
Этот прорыв также проливает свет на давний вопрос о том, как могла возникнуть отчетливая « ручность » молекул жизни.
Молекулы жизни существуют парами, которые являются зеркальным отображением друг друга. Формы жизни, по-видимому, выбрали молекулы только одного из этих зеркальных отображений (известного как ручность) — и то, как это происходило, долгое время ставило перед учеными вопросы.
«Что-то произошло в раннем возрасте, так что доминировало одно из зеркальных отображений молекулы, и вся жизнь была построена на этом», — говорит профессор Анвар.
Текущие идеи заключаются в том, что молекулы одного из зеркальных изображений собрались вместе и привели к случайному образованию зеркального кристалла, который впоследствии вызвал массивную кристаллизацию того же изображения.
«Благодаря этому исследованию мы теперь знаем, как такая затравка монокристалла могла усилить свой эффект и дать начало тысячам новых кристаллов того же изображения», — добавляет профессор Анвар.
