Sudaki belirli iyon-elektron etkileşimlerinin gücünü tespit etmeye yönelik bir tekniğin ilk deneyleri beklenmedik sonuçlar verdi. Güç söz konusu olduğunda, pozitif yüklü iyonlar (katyonlar) ve negatif yüklü pi(π)-elektronlar arasındaki etkileşimler en önemli bir etki olarak düşünülmektedir. Bu tür etkileşimler biyolojik sistemlerde yaygındır ve protein katlanması, moleküler tanıma ve iyon taşınması dahil olmak üzere çeşitli su bazlı faaliyetlerde yer alır. Yine de araştırmacılar bu tür sulu ortamlarda katyon-pi(π) etkileşimlerini incelemekte zorluk çekmişlerdir. Çin’den bir grup bilim insanı, su moleküllerinin katyon-pi(π) etkileşimlerinin gücünü nasıl etkilediğini incelemeye olanak tanıyan bir teknik geliştirdi.
Ekibe göre bu yaklaşım, diğer gizemli etkileşimlerin gücünü ölçmek için değiştirilebilir.
Çevrenin sistem üzerinde çok az etkiye sahip olduğu gaz koşullarında, katyon-pi(π) etkileşimlerini izlemek için daha önceki teknikler oluşturuldu. Su tüm biyolojik sistemlerde mevcuttur, ancak sıvı ortamlardaki katyon-pi(π) etkileşimlerini değerlendirmek için yalnızca yarı nicel teknikler kullanılmıştır.
Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) Kullanılması
Bu sorunu aşmak için ekip, atomik kuvvet mikroskobu (AFM) kullanarak tek bir molekül için katyon-pi(π) etkileşimini inceliyor. Araştırmacılar daha önce tek bir hidrofobik polimer ile su arasındaki itici temasın yoğunluğunun bir AFM kullanılarak değerlendirilebileceğini göstermişlerdi. Bugün ise katyon-pi(π) etkileşiminin araştırılmasında da kullanılabileceğini keşfettiler.
Araştırma ekibi lityum, sodyum, potasyum ve amonyum katyonları için bu etkileşimi ölçerken, sudaki katyon-pi(π) bağlanma enerjisinin “çetele “sinin havadakinden farklı olduğunu keşfetti.
Ekip, bu şaşırtıcı sıralamayı katyonların hidrasyon özelliklerindeki değişimlerle açıklıyor. Araştırmacılara göre bulgular, daha yüksek bağlanma kabiliyetine sahip malzemelerin ve etkinliği artırılmış ilaçların yaratılmasına rehberlik edebilir.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s36
