Den strukturella flexibiliteten för ZnGGH i samband med ett konformationellt energilandskap Kredit:University of Liverpool
Forskare från University of Liverpool har, för första gången, syntetiserade ett nytt material som uppvisar strukturförändringar och utlöste kemisk aktivitet som ett protein.
I forskning publicerad i tidskriften Natur , Liverpools forskare producerade ett flexibelt kristallint poröst material med små porer ( <1 nanometer) består av metalljoner och små peptidmolekyler som kan ändra dess struktur som svar på sin omgivning för att utföra specifika kemiska processer.
Porösa material används i stor utsträckning inom industrin som katalysatorer för produktion av bränslen och kemikalier och inom miljösaneringsteknik som adsorberare för avlägsnande av skadliga föreningar från luft och vatten.
Dessa material är styva, med bara en struktur, till skillnad från de proteiner som används av levande system för att utföra kemi.
Proteiner kan ändra sina strukturer för att utföra kemiska processer som svar på sin miljö.
Som ett protein, det nya porösa materialet kan anta flera strukturer, och den kan kontrollerbart omvandlas från en struktur till en annan genom förändringar i dess kemiska miljö. Detta gör att den kan utföra en kemisk process, som att ta upp en viss molekyl från sin omgivning, som svar på en påtvingad förändring av den omgivande lösningen.
Forskargruppen är baserad i University of Liverpools Materials Innovation Factory, ett projekt på 81 miljoner pund för forskning och utveckling av avancerat material Kredit:University of Liverpool
Professor Matt Rosseinsky, som ledde forskningen, sade:"Dessa porösa material använder samma atomskala mekanismer som proteiner för att växla mellan strukturer, vilket ger oss möjlighet att utveckla nya sätt att manipulera och förändra molekyler med syntetiska material som är inspirerade av biologi.
"Detta erbjuder spännande vetenskapliga möjligheter, till exempel vid katalys, genom design av material som dynamiskt kan välja den struktur som behövs för en viss uppgift. "
Forskargruppen använde en kombination av experimentella och beräkningstekniker för att avslöja principerna för den strukturella flexibiliteten och aktiviteten hos detta nya material.
De arbetar nu med utvecklingen av nästa generation av funktionella flexibla porösa material vars prestanda styrs av förändringar i strukturen som svar på förändringar i kemin som omger dem.
