Sostituzione di gruppi funzionali con un elettrodo d'oro per controllare la reattività di una molecola

I ricercatori di IBS e KAIST hanno utilizzato l'elettrodo d'oro e hanno attaccato le molecole bersaglio all'elettrodo. Proprio come i gruppi funzionali generano diversi effetti elettronici, un elettrodo si adatta a tutte le reazioni poiché il singolo elettrodo può comportarsi come più gruppi funzionali solo con l'interruttore della tensione applicata. L'applicazione della tensione (+) sull'elettrodo ha ridotto la densità elettronica nel sito di reazione. Al contrario, quando (-) è stata applicata la tensione, l'elettrodo ha agito come un gruppo donatore di elettroni, aumento della densità elettronica nel sito di reazione. Credito:IBS

Un team di ricercatori affiliati a diverse istituzioni nella Repubblica di Corea ha scoperto che è possibile sostituire i gruppi funzionali chimici con un elettrodo d'oro per controllare la reattività di una molecola. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo descrive il collegamento di molecole bersaglio a un elettrodo d'oro per modificare le proprietà delle molecole immobilizzate e come si è comportata la loro tecnica quando viene utilizzata per valutare i cambiamenti nell'idrolisi di alcuni esteri.

In chimica, i gruppi funzionali sono assortimenti di atomi che lavorano insieme per attaccare gli scheletri di carbonio nelle molecole organiche. Tutte le molecole organiche hanno i loro gruppi funzionali unici, che svolgono un ruolo importante nella formazione delle molecole. I gruppi funzionali possono anche donare o togliere elettroni quando una molecola entra in contatto con un'altra, che è quante reazioni chimiche avvengono.

I chimici hanno scoperto che possono armeggiare con gruppi funzionali per accelerare o rallentare le reazioni in base alle loro esigenze, e per questo, i gruppi funzionali svolgono un ruolo importante nella sintesi chimica. Sfortunatamente, sviluppare reazioni per produrre prodotti desiderati utilizzando gruppi funzionali si è dimostrato un lavoro lento e difficile. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno trovato un modo per sostituire l'uso dei gruppi funzionali con un elettrodo d'oro per facilitare il lavoro. Hanno semplicemente attaccato le molecole a un elettrodo d'oro e acceso l'elettricità. La tecnica ha consentito un maggiore controllo sulle reazioni variando la quantità di elettricità fornita all'elettrodo. In tale veste, l'elettrodo è stato in grado di funzionare come un "gruppo funzionale universale" per inibire o spingere le reazioni quando i ricercatori hanno manipolato la quantità di elettricità applicata all'elettrodo. L'effetto di polarizzazione del potenziale applicato era sufficiente per esercitare un'influenza analoga a un gruppo funzionale sintonizzabile.

I ricercatori hanno dimostrato l'utilità della loro tecnica conducendo esperimenti di idrolisi e conversione. Suggeriscono che la tecnica sia promettente anche in altre aree. Hanno in programma di provarlo con sonde realizzate con materiali diversi per vedere se potrebbe portare a una migliore scalabilità.

Credito:IBS
Tre esperimenti che il team di ricerca ha dimostrato "effetto elettroinduttivo". Credito:IBS