Muliggør præcis kontrol af katalytiske reaktioner

Forskellige kemiske reaktioner forekommer efter hinanden i celler, og livet opretholdes, da hvert trin i reaktionen reguleres uden fejl. For nylig har et koreansk forskerhold udviklet et dobbeltkatalysatorsystem, der præcist kan kontrollere katalytiske reaktioner, ligesom celler kan.

Et POSTECH-forskerhold ledet af professor In Su Lee, forskningsassistentprofessorerne Amit Kumar og Nitee Kumari og kandidatstuderende Jongwon Lim (Kemiafdelingen) udviklede en nanoreaktor, der kombinerer magnetiske materialer og metalkatalysatorer.

En nanoreaktor, der kombinerer to eller flere katalysatorer, forårsager en kontinuerlig katalytisk reaktion for at hjælpe med at syntetisere præcise kemikalier. Hvert trin i syntesen er imidlertid påvirket af det andet på grund af en lang række temperaturer og tryk, hvilket gør det ekstremt udfordrende at kontrollere reaktionstrinnene eller undertrykke sidereaktioner.

For at overvinde dette udviklede forskerholdet en magnetisk-plasmonisk multimodulær nanoreaktor bestående af en magnetisk kerneskal og en plasmonblommeskal. Et magnetisk materiale i midten af ​​nanoreaktoren og en plasmonskal ved kanten aktiverer selektivt katalysatoren under påvirkning af henholdsvis magnetiske felter og nær-infrarøde stråler. Som et resultat kan platformen selektivt generere termisk energi uden at tilføre ekstern varme. Derudover skader nanoreaktoren ikke levende ting eller forårsager bivirkninger ved at minimere interferensen fra forskellige katalysatorer.

Som et resultat af fjernstyring af nanoreaktoren ved hjælp af magnetiske felter og nær-infrarøde stråler, producerede platformen høj værditilvækst kanel (ca. 95%) gennem en one-pot kontinuerlig reaktion fra simple prækursorer.

"Ved at bruge denne nanoreaktor er det muligt at syntetisere komplekse stoffer, som ikke kunne syntetiseres inde i kroppen indtil nu," forklarede professor In Su Lee. "Ydermere forventes teknologien at kunne anvendes inden for theranostics, som diagnosticerer og behandler sygdomme på samme tid."

Forskningen blev offentliggjort i Nano Letters . + Udforsk yderligere

Nanokatalysatorer, der fjernstyrer kemiske reaktioner inde i levende celler