Konkurrerende kræfter:Hvordan molekyler opretholder deres struktur

En dobbelt helix snoet omkring sig selv:dette er den karakteristiske struktur af DNA, som er opbygget af store molekyler. Ved hjælp af syntetisk fremstillede molekyler, kemikere og fysikere ved Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) har undersøgt de kræfter, der er på arbejde inde i molekylet for at give det dets tredimensionelle struktur. De har opdaget, at der er to primære kræfter på spil, som kan styrke eller svække hinanden. Forskerne har for nylig præsenteret deres resultater i den internationale udgave af tidsskriftet Angewandte Chemie .

To hovedparametre bestemmer strukturdannelsen:hydrogenbindinger, der tiltrækker hinanden, og såkaldt faseadskillelse, som sikrer, at molekyler frastøder hinanden. "Det blev tidligere antaget, at kræfterne fundet i makromolekyler havde ringe indflydelse på hinanden. Der manglede forskning i kræfter, der bidrager til strukturdannelse, især i faste polymerer, " siger professor Wolfgang H. Binder fra Institut for Kemi ved MLU. For bedre at forstå, hvordan molekylerne interagerer, forskerne producerede forenklede polymerer. De undersøgte disse polymerer i tæt samarbejde med et team af fysikere fra University of Halle, ledet af professor Thomas Thurn-Albrecht og professor Kay Saalwächter.

Ved hjælp af røntgenstråler og magnetisk resonansspektroskopi, forskerne testede, om molekylerne samlede sig eller frastødte hinanden. Det blev opdaget, at kræfterne på grænseflader har en særlig stærk indflydelse på hinanden. Graden af ​​påvirkning afhænger af molekylets størrelse, stigende med dens størrelse. "Resultaterne hjælper med at forbedre vores forståelse af strukturdannelsen af ​​polymerer, " siger Binder. De gør det muligt at drage konklusioner om materialeegenskaberne ved, for eksempel, selvhelbredende materialer, da de konkurrerende kræfter i sådanne materialer nu lettere kan justeres. Desuden, resultaterne øger vores viden om proteiner, hvis strukturer bidrager væsentligt til deres funktionalitet.