A mundet që uji të arrijë minus 263°c pa u kthyer në akull? Po mundet, thonë hulumtuesit nëse e mbyllim brenda kanaleve të lipideve në shkallë nanometrike.
Nëse ti do të analizoje strukturën e kristaleve të akullit do të shikoje, që molekulat e ujit janë të vendosura në një strukturë grile tre dimensionale të rregullt. Ndërsa në ujë, përkundrazi, molekulat janë të ç'organizuara dhe kjo është arsyeja se pse uji rrjedh.
Uji i qelqtë.
Një grup fizikanësh dhe kimistësh të drejtuar nga profesori Raffaele Mezzenga dhe Ehud Landau nga ETH Zurich dhe Universiteti Zurich, kanë identifikuar tashmë një mënyrë të pazakontë që të parandalojë ujin prej formimit të kristaleve të akullit, kështu që edhe në temperaturë ekstreme nën zero ujit i mbeten karakteristikat amorfe të lëngut.
Në hapin e tyre të parë hulumtuesit dizenjuan një klasë të re lipidesh (molekulat yndyrore) sintetike dhe krijuan një formë të re të lëndës biologjike të butë të njohur si, "lipidic mesophase." Në këtë material, lipidet vetë-organizohen në mënyrë spontane dhe grumbullohen për të formuar membranat, duke u sjellur në mënyrë të ngjashme me molekulat natyrore të yndyrës. Këto membrana pastaj, adoptojnë një vendosje uniforme për të krijuar një rrjet kanalesh të ndërlidhura që peshojnë më pak se një nanometer në diametër. Temperatura dhe përmbajtja e ujit, ashtu si edhe struktura e re e molekulave lipide të dizenjuara përcaktojnë strukturën që do të marrë "lipidic mesophase."
Nuk ka hapësirë për kristalet e akullit.
E veçanta e kësaj strukture është se në kanalet e sheshta të saj thjesht nuk ka vend për kristalet e akullit që të formohen, kështu mbetet i ç'organizuar deri edhe në temperaturat ekstreme nën zero. Gjithashtu as lipidet nuk ngrijnë akull.
Duke përdorur heliumin e lëngshëm hulumtuesit ishin të aftë që të ftohnin një "lipidic mesophase" që konsiston në një monoacylglycerol kimikisht të modifikuar, deri në temperaturën minus 263°c, që është vetëm 10 gradë sipër temperaturës zero absolute dhe prap se prap nuk u formuan kristale akulli.
"Faktori kyç është shkalla e lipideve në ujë," shpjegon profesori Raffaele Mezzenga nga Laboratori i Ushqimeve dhe Materialeve të Buta në ETH Zurich. Prandaj, është përmbajtja e ujit në përzierje që përcakton temperaturën në të cilën gjeometria e "mesophase" do të ndryshojë.
Antifrizi natyrorë për bakteret.
"Ajo që e bën zhvillimin e këtyre lipideve kaq të ngatërruar është sinteza dhe pastrimi i tyre," thotë Ehud Landau, Profesor kimie në Universitetin Zurich. Ai shpjegon, se kjo ndodh për shkak se molekulat lipide kanë dy pjesë: njëra është hidrofobe (e largon ujin) dhe tjetra është hidrofile (e tërheq ujin). "Kjo e bën jashtëzakonisht të vështirë punën me to," thotë ai.
Biomateriali i butë i formuar prej membranave të lipideve dhe ujit, ka një strukturë komplekse që minimizon kontaktin me pjesët hidrofobe dhe maksimizon ndërveprimin me pjesën hidrofile.
Hulumtuesit kanë modeluar një klasë të re lipidesh në membranat e disa baktereve. Këto baktere gjithashtu, prodhojnë vetë një klasë të veçantë lipidesh të cilat vetë-organizohen dhe në mënyrë natyrore mund t'a mbyllin ujin në brendësinë e tyrë dhe në këtë mënyrë mikroorganizmat mund të mbijetojnë në mjedise shumë të ftohta.
Material i butë për hulumtime.
"Në një proces normal të ngrirjes, kur formohen kristalet e akullit ato zakonisht dëmtojnë dhe shkatërrojnë membranat si dhe biomolekulat e mëdha kyçe dhe kjo gjë na pengon që të përcaktojmë strukturën dhe funksionin e tyre kur ato ndërveprojnë me membranat lipide," thotë Mezzenga.
Por, jo me këtë "mesophase" të re, që është e pashkatërrueshme dhe që ruan të tilla molekula në gjendjen e tyre origjinale edhe në praninë e lipideve. "Hulumtimi jonë ka hapur rrugën për projekte në të ardhmen që të përcaktojmë se si mund të ruhen proteinat në gjendjen e tyre origjinale nga ndërveprimi me membranat e lipideve në një temperaturë shumë të ulët," thotë profesori i ETH.
Burimi:
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190410114117.htm
No comments:
Post a Comment