Поиск по сайту
Главная книга сайта Форнит: «Мировоззрение».
Другие книги: «Познай себя», «Основы адаптологии» и «Вне привычного».
Короткий адрес страницы: fornit.ru/1853
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://science.compulenta.ru/679759/.

Новый метод позволяет точно предсказывать энергию взаимодействия двух молекул, удалённых на значительное расстояние

Автор: Роман Иванов

Международная группа учёных из Университета Делавэра (США) и Университета Силезии (Польша) под руководством Кшиштофа Залевича разработала и опробовала более точный метод предсказания энергии взаимодействия больших молекул. Результаты работы опубликованы в Journal of Chemical Physics.
Если образно представить себе две молекулы в роли пары, участвующей в «свидании вслепую», то метод (для краткости назовем его УД-методом), разработанный американскими физиками и протестированный польскими химиками, позволяет более точно предсказывать их потенциальную энергию притяжения или отталкивания. Этот тип взаимодействия известен в химии как силы Ван-дер-Ваальса. 
Учёные утверждают, что УД-метод способен улучшить существующую теорию, позволив более точно рассчитывать энергию ван-дер-ваальсовых взаимодействий между двумя молекулами, находящимися в нескольких ангстремах друг от друга. Существующая теория, применимая к большим молекулам, способна построить модель их взаимодействия только в том случае, если расстояние между молекулами не превышает 1 Å, что, увы, не имеет даже теоретического смысла, поскольку, например, длина С–С-связи равна примерно 1,5 Å, а связи H–H — 0,74 Å (речь, по-видимому, идёт об очень популярной теории функционала электронной плотности (DFT), которая поддерживается всеми основными программами квантовомеханических расчетов в химии, но, к сожалению, не даёт удовлетворительных результатов для некоторых случаев специальных взаимодействий, например, силы Ван-дер-Ваальса). То есть для использования существующей теории необходимо вообразить две молекулы, сблизившиеся на расстояние, которое в полтора раза меньше, чем длина углеродной связи. Да, на таких расстояниях нужно рассматривать уже не ван-дер-ваальсовые, а ковалентные взаимодействия. С другой стороны, обычная длина водородной связи, являющаяся примером ван-дер-ваальсового взаимодействия, составляет около 2 Å и более, в зависимости от взаимодействующих молекул.
По словам разработчиков, УД-метод расчёта корреляций в движениях электронов в ван-дер-ваальсовом кластере (что технически можно описать как «метод бездисперсионного функционала электронной плотности, совмещённый с дисперсионным методом», dlDF+D) генерирует более точные предсказания для взаимодействия больших молекул, чем любые другие опубликованные подходы (опять же речь, по-видимому, идёт о методе DF и многочисленных неудовлетворительных попытках его доводки именно для случаев ван-дер-ваальсовых взаимодействий). Таким образом, учёные надеются, что их работа найдёт применение в квантовомеханических расчетах взаимодействий внутри кластеров и конденсированных фаз, включающих жидкости и твёрдые тела. 
Одним из важнейших примеров применения нового метода в химии и медицине может стать область, занимающаяся проблемой поиска наиболее подходящих форм и составов лекарственных средств для достижения их наибольшей эффективности в расчёте на миллиграмм активного компонента. Так, многие биологически активные вещества способны кристаллизоваться в разных формах в зависимости от выбранных условий. Получившиеся кристаллы часто обладают настолько разной энергией растворения, что одна форма кристалла может вообще не растворяться и выводиться из организма без всякой пользы, а другая растворяется слишком быстро, создавая угрозу токсического отравления. Такое явление в медицинской химии и материаловедении называют полиморфизмом. Так вот, предлагаемый метод, по-видимому, способен точно предсказывать, как и в какой форме будет кристаллизоваться данное вещество в данных условиях. Это должно обеспечить колоссальную экономию времени и денег, необходимых на поиск и исследование полиморфов методом научного тыка. Даже такое простое вещество, как ацетаминофен (парацетамол, тайленол, цитрамон), имеет несколько полиморфов, терапевтические свойства которых сильно различаются. 

Подготовлено по материалам Университета Делавэра.


Обсуждение Еще не было обсуждений.



Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)

   
Архив новостей
Анонсы новостей сайтов-участников    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Критерии полноты и верности теории
Об эффективности системного мышления: Критерии полноты и верности теории.
11-12-2017г.

Книга «Мировоззрение»
Обобщены мировоззренческие материалы сайта Форнит в виде электронной Достижения и недостатки при Путине.
03-11-2017г.

Системное мышление и формализация
В статье показано, что такое системная модель и почему не системное исследование дает бессмысленные результаты:
Системное мышление и формализация.
24-09-2017г.

О демократии и либерализме
Надеюсь, что статья не будет красной тряпкой для верных Идее либералов и демократов, а послужит поводом для переосмысления многих интересных социальных проблем: О демократии и либерализме.
12-09-2017г.

Смерть и адаптивность
Более общим, чем естественный отбор, для личности является понятие своевременности и своеместности существования - хронотоп личности:
Смерть и адаптивность.
12-07-2017г.

Дети и политика
Что вырастит из ребенка: носитель чужих идей (робот), просто проживающее свою жизнь быдло или самобытный человек, сформировавший свое личное мнение по самым важным именно для себя вопросам: Дети и политика.
18-06-2017г.

Эвристика вероятности
Сегодня существуют методы, позволяющие даже в случае минимального жизненного опыта оценивать, насколько вероятно, что вам врут партнеры и близкие, насколько уверенно можно допускать зависимость между явлениями, в том числе, казалось бы, совершенно не связанными: Эвристика вероятности.


27-05-2017г.

Модели понимания и зависимость
В статье рассмотрена особенность субъективных моделей, негативная для адекватности понимания - зависимые состояния: Модели понимания и зависимость.
16-05-2017г.

Ненависть к несправделивости
Ненависть настолько сильное чувство и настолько имеет далеко идущие последствия, что стоит разобраться в этом психическом явлении: Ненависть к несправделивости.
19-04-2017г.

Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:22
вчера:66
Всего:246327