Araştırmacılar; nanoakışkan işleme, fonksiyonel entegrasyon ve akışkan kontrol ve ölçüm gibi temel teknolojileri kullanarak nanomalzemeleri, biyomalzemeleri ve molekülleri tek molekül düzeyinde serbestçe manipüle etmek için nanoakışkan cihazların prensiplerini ve teknolojilerini geliştirmiş, bu da çeşitli alanların nanoakışkanlar altında entegre edilmesine öncülük etmiştir.
Benzersiz nanoakışkan cihazlarını kullanarak çözeltideki kimyasal reaksiyonların tek molekül dinamiklerini aydınlatmak için, çözeltideki küçük moleküllerin hassas bir şekilde manipüle edilmesi ve sadece nano ila pikosaniye süren son derece hızlı reaksiyonların nasıl araştırılacağı gibi sorunların nasıl çözüleceğini özetlediler.
Bir kimyasal reaksiyonda, farklı maddelerdeki moleküller yeni moleküller oluşturmak üzere birbirleriyle karşı karşıya gelerek atomlarının bağlarında değişikliklere neden olurlar. Moleküller son derece yakın bir mesafede – bir nanometre veya daha az – son derece kısa bir süre içinde çarpışır. Bu durum, moleküler ölçekteki kimyasal reaksiyonların detaylarının araştırılmasını zorlaştırmaktadır. Tek moleküllü reaksiyon dinamiklerini açıklamak için kullanılan deneysel bilgilerin çoğu, gazlardaki reaksiyonlar incelenerek elde edilmiştir. Bununla birlikte, kimyasal reaksiyonların ezici çoğunluğu sıvılarda gerçekleşir. Bu nedenle çözeltideki tek moleküllü reaksiyon dinamiklerini aydınlatmak, çok az deneysel araçla önemli bir zorluktur.
Nanoakışkan bir cihaz – içine nanometre boyutunda nanoakışkan kanallar oyulmuş birkaç santimetrekarelik cam plaka – tek tek molekülleri hapsetmek için test tüpü benzeri bir ortam sağlar.
Ancak nanoakışkan cihazlar, son derece hızlı tek molekül reaksiyonlarını araştırmak için yüksek zamansal çözünürlüğe sahip çeşitli mevcut analitik cihazlarla birlikte kullanılma potansiyeline sahiptir.
İncelemenin yazarları, Osaka Metropolitan Üniversitesi Mühendislik Enstitüsü’nden Doçent Yan Xu ve Dr. Nattapong Chantipmanee; nanomalzemeleri, biyomalzemeleri ve molekülleri tek molekül düzeyinde serbestçe manipüle etmek için prensipler ve teknolojiler tasarladılar.
İncelemelerinde yer alan metodolojiler, nanoakışkan işleme, fonksiyonel entegrasyon, akışkan kontrol ve ölçüm gibi temel teknolojileri kullanmakta ve nanoakışkanları kullanarak çeşitli alanları entegre etme yolunda öncülük etmektedir.
Buna ek olarak, benzersiz nanoakışkan cihazlarını kullanarak çözeltideki reaksiyonların tek molekül dinamiklerini aydınlatmak için, çözeltideki küçük moleküllerin nasıl hassas bir şekilde manipüle edileceği ve son derece hızlı – nano ila pikosaniye – reaksiyonlarının nasıl ölçüleceği gibi sorunları çözmek için çalışıyorlar.
Araştırmacılar, nanoakışkan cihazların öncülük ettiği çözeltideki tek moleküllü reaksiyon dinamikleri hakkındaki derleme makalelerini Trends in Analytical Chemistry dergisinin Ocak 2023 sayısında yayımladı. Bu yeni alanın öncüleri olarak, bu inceleme, araştırma ve geliştirmenin ön safları, gelecekteki zorluklar ve bu yeni keşiflerin nereye götürebileceği de dahil olmak üzere kuş bakışı bir görünüm sunmaktadır.
Profesör Xu “Nanoakışkan cihazlar, çözelti reaksiyonlarının dinamiklerini aydınlatmak için harika bir deneysel araç olma potansiyeline sahiptir. Bu makalenin daha fazla araştırmacıyı bu yeni gelişen araştırma alanına katılmaya teşvik edeceğini umuyorum” dedi. [1]Nanofluidic devices offer solutions for studying single molecule chemical reactions[2]Öne çıkarılan görsel
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | Nanofluidic devices offer solutions for studying single molecule chemical reactions |
|---|---|
| ↑2 | Öne çıkarılan görsel |
