Forskare från North Carolina State University har släppt den första kemiska "kartan" över färgämnen från Max A. Weaver Dye Library, som innehåller nästan 100, 000 prover av unika färgämnen och tyger. Informationen skulle kunna hjälpa forskare att utveckla färgämnen med önskvärda egenskaper.

NC State analytiska kemist Nelson Vinueza arbetar med att digitalisera och analysera biblioteket så att dess innehåll är tillgängligt för allmänheten. "Varje flaska har den kemiska strukturen skriven på sig, så vi måste först digitalisera dessa molekylära strukturer och sedan välja kandidater för att göra ytterligare karakterisering, " säger Vinueza. "Självklart med ett bibliotek av den här storleken, tiden och kostnaden förknippad med att karakterisera varje färgämne skulle vara oöverkomlig, så vi behövde en snabbare, mer effektivt sätt att kunna analysera dessa färgämnen."

Vinueza samarbetade med NC State beräkningskemisten Denis Fourches för att skapa en keminformatikkarta över de 2, 700 färgämnen som hade sina molekylära strukturer redan digitaliserade. Datormodellerna gjorde det möjligt för forskarna att jämföra färgämnen med liknande kemiska strukturer och egenskaper.

Den keminformatiska analysen möjliggjorde också identifieringen av 150 kemiskt unika färgämnen representativa för biblioteket. För att hjälpa forskare att utveckla färgämnen med önskvärda egenskaper, dessa provtagna kemiska strukturer är nu allmänt tillgängliga i ChemSpider-databasen. "Det finns 58 miljoner kemikalier i ChemSpider-databasen, och 143 av färgämnena har helt unik kemi, vilket är verkligen fantastiskt, " säger Vinueza.

"Vi tror att detta tillägg kan visa sig vara ovärderligt för forskare som letar efter speciella egenskaper hos dessa kemikalier, såsom antibiotika eller anti-cancer egenskaper, eller för färgämnen som absorberar ljus på sätt som kan leda till bättre solcellsteknik, " Vinueza fortsätter. "Detta färgämnesbibliotek kan visa sig vara ovärderligt för att skapa banbrytande lösningar på problem som sträcker sig från människors hälsa till miljön."

"De kemiska kartorna och de andra keminformatikmodelleringsteknikerna vi använde här ger ett billigare och snabbare sätt att screena för kemiska färgämnen med önskade egenskaper, Fourches säger. ”Att göra samma analys genom att experimentellt karakterisera och testa alla prover i ett labb skulle ta årtionden.

"Och eftersom dessa färgämnen konstruerades sekventiellt över tiden, det är enkelt att peka ut var strukturella förändringar ledde till egenskaper av intresse. Vi visar faktiskt att små modifieringar av färgämnenas kemiska strukturer kan leda till dramatiska förändringar av deras egenskaper. Det här biblioteket är en riktig skattkammare för kemister."

Forskningen dyker upp i Kemivetenskap .