Un treball explica com es produeixen canvis químics a partir de forces de tensió
Un treball desenvolupat per Jordi Ribas Ariño, del Departament de Ciències dels Materials i Química Física de la UB, en col•laboració amb el professor Dominik Marx (Universitat del Ruhr- Bochum, Alemanya), explica un cas de canvis químics provocats per lʼaplicació de forces de tensió: el de la ruptura de molècules de disulfurs enllaçades a cadenes polimèriques. Lʼestudi, publicat recentment a la revista Nature Chemistry, ha emprat la simulació per ordinador per descriure les transformacions que es produeixen quan aquestes molècules estan sotmeses a forces mecàniques de diferent intensitat.
Un treball desenvolupat per Jordi Ribas Ariño, del Departament de Ciències dels Materials i Química Física de la UB, en col•laboració amb el professor Dominik Marx (Universitat del Ruhr- Bochum, Alemanya), explica un cas de canvis químics provocats per lʼaplicació de forces de tensió: el de la ruptura de molècules de disulfurs enllaçades a cadenes polimèriques. Lʼestudi, publicat recentment a la revista Nature Chemistry, ha emprat la simulació per ordinador per descriure les transformacions que es produeixen quan aquestes molècules estan sotmeses a forces mecàniques de diferent intensitat.
Fins ara, la calor, la llum i lʼelectricitat han estat els instruments clau per fer les reaccions químiques, el resultat de les quals és la conversió dʼuna molècula en una altra. No obstant això, fa uns anys es va demostrar que també es poden aconseguir modificacions químiques, no observables en altres condicions, sotmetent algunes molècules a forces mecàniques dʼestrès o tensió. El camp que estudia les relacions de la química de molècules i compostos amb la força mecànica a la qual se sotmeten és la mecanoquímica covalent, un àmbit de recerca puixant.
El treball publicat a Nature Chemistry mostra una complexitat inesperada en la reacció de reducció dels disulfurs en solució alcalina, que preveu la ruptura de lʼenllaç covalent entre els àtoms de carboni i sulfur quan aquesta és activada per una força mecànica externa. En concret, els disulfurs —molècules formades per lʼenllaç covalent de dos àtoms de sofre— presenten unes propietats mecanoquímiques molt particulars, ja que quan estan sotmesos a tensió mecànica experimenten uns canvis conformacionals que modifiquen completament la seva reactivitat. La descripció precisa dʼaquests canvis va ser publicada pels mateixos autors de lʼestudi actual en un article que va aparèixer a Nature Chemistry el 2013.
«Els resultats obren el camí per dissenyar aplicacions concretes dʼaquestes petites molècules, com podrien ser la síntesi de materials que en estressar-se es tornen més rígids (per exemple, músculs i ossos) o bandes elàstiques que en estirar-les sʼescurcen o, dʼaltra banda , lʼaplicació dʼultrasons per activar reaccions químiques selectives», apunta Jordi Ribas Ariño, que també és membre de la Xarxa de Referència en Química Teòrica i Computacional (XRQTC). Així mateix, aquests resultats permeten predir les propietats i el comportament dels anomenats mecanòfors, molècules que poden experimentar una reacció química quan es veuen sotmeses a forces mecàniques de tensió externes.
Referència de lʼarticle:
P. Dopieralski, J. Ribas-Ariño, P. Anjukandi, M. Krupicka, D. Marx. «Unexpected mechanochemical complexity in the mechanistic scenarios of disulfide bond reduction in alkaline solution». Nature Chemistry,octubre de 2016. Doi: 10.1038/nchem.2632