红蓝灯的开关将平衡两方面

一个分子的陷阱,利用勒夏特列原理驾驶克服热力学平衡化学反应,是由研究人员在德国。陷阱是嵌入在一个反应周期,不同颜色的光开关在不同的部分,所以它可以向前和向后运行。

留给自己的设备,一些可逆反应(如酯化或亚胺的形成)达到平衡,从不去完成。这些反应可以被身体向前驱动删除其中一个产品——例如水使用Dean-Stark装置。勒夏特列原理说,这种干扰系统将会走向新的平衡状态,从而产生更多的所需产品

该系统以类似的方式工作,但使用light-driven光化学反应去除分子从一方或其他平衡的平衡,推动在这个方向进一步反应。类似的动态反应可以用来制造自修复聚合物。

“如果你在热力学最小没有生命,”队长说斯特凡•赫克特柏林洪堡大学的。的想法是,迫使实体之间的联系真的不想被连接在给定的条件下。”

赫克特的系统由酮与胺反应生成亚胺——一个可逆凝结存在于热力学平衡。但在红灯下,亚胺转化为苯胺的一种不可逆转的开环反应。这种分子捕获机制使缩合平衡,驾驶它来创建更多的亚胺。在蓝光下,然而,缩合平衡被推到对面的酮戒指打开,困在苯酚的形式。

根据我们使用的波长不同,我们可以把系统到左边(酚和胺作为单独的分子存在)或向右,两个实体的连接(在苯胺的形式),”赫克特解释说。但很酷的事情是,我们也可以倒退——我们可以激发苯胺与紫外线(或酚),并把它发送回的热力学平衡混合物。

“我喜欢使用光泵反应能源山上,”评论娜塔莉Katsonislight-responsive专家系统特文特大学、荷兰。我认为我们将看到更多的系统基于同样的原则在未来几年。

当耦合non-photoresponsive反应,switch-and-trap系统还可以控制两个不相关的化学物种是否连接。赫克特希望利用这种效应在自修复聚合物。这些材料的主要限制是债券是缓慢的,而债券之间的交流往往是弱,“Katsonis说。她补充道,但赫克特的系统是一个飞跃,将智能聚合物到另一个水平。