Протоны двигаются, чтобы найти новые молекулярные маршруты

Эксперимент открывает новые пути для водорода, путешествующего между молекулами. Некоторые атомы встают на пути, по которым не путешествовали. Оказывается, существуют атомы водорода, перемещающиеся по ранее неизвестным маршрутам.

Одинокий протон - ядро обычного атома водорода - как правило, использует один путь - водородную связь - чтобы добраться от одной молекулы к другой. Но теперь исследователи сообщили,что путешествие таких протонов в другую молекулу происходит различными способами.

Причастность нового маршрута, описанного в журнал Nature Chemistry, пока не ясна. Но учёные уверены, что они никогда не видели его раньше.

"Этот документ является важным и крайне интересным, потому что водородная связь является настолько вездесущей и принимает участие во многих вещах",- рассказывает электрофизиолог Том Декурси из Медицинского Центра Университета Раш в Чикаго. "Передача протона имеет решающее значение для многих процессов в биологии, таких как фотосинтез",- заметил Декурси. "Но я не вижу прямой связи с биологическими системами. Где всё это действительно может пригодиться, уже совсем другое дело",- говорит он о новом исследовании.

В атомах водорода, часто отсутсвуют электроны, в этом случае, химики относятся к ним как к ионам водорода, или просто как к протонам. Эти протоны прошли путь вокруг в течении многих химических реакций, и учёные думали, что в основном есть один способ сделать это: с помощью водородной связи. Водородные связи, в которых положительно заряженный протон чувствует на себе усилие отрицательно заряженных атомов, происходят повсюду в природе, например, они происходят в совокупности молекул, такие как вода и ДНК. Эти связи позволяют одной молекуле получить одни протоны и потерять другие во время химической реакции.

"Для протона, водородная связь- это как езда на дорожке, которая идёт между двумя молекулами,"- говорит Анна Крылова, химик из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе. Она и её коллеги заставили протоны передвигаться между уложенными кольцевыми молекулами, которые не имели водородных связей между ними. Расчёты показывают, что кольцевые молекулы перестраиваются, создают альтернативный короткий путь, чтобы протон мог путешествовать. "Молекулы помогают найти ему свой путь",- говорит Крылова.