Главная книга сайта Форнит: «Мировоззрение». Другие книги:
«Познай себя», «Основы адаптологии», «Вне привычного» и Лекторий МВАП.
 
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    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Слава и первая смерть
Футуристическая фантастика: Слава и первая смерть.
27-07-2019г.

Почему артисты становятся президентами
Про то, как опытные журналюги, блоггеры и артисты используют свои навыки для вранья в пользу своих представлений и активно продвигают это вранье методами изощренной, давно отрепетированной риторики.
: Почему артисты становятся президентами.
26-06-2019г.

Особенности понимания схемотехнических систем
В чем заключаются основные причины современного недопонимания функций адаптивных уровней эволюционного развития мозга: Особенности понимания схемотехнических систем.
22-03-2019г.

Про свободу слова
Эссе про свободу слова, демократию и о том, что делать с потоками лжи, которые проистекают от слова высказанного: Про свободу слова.
20-03-2019г.

Оптимальная скорость творчества
Нужно ли стремиться к максимальной скорости творчества и его производительности? Оптимальная скорость творчества.
13-03-2019г.

Конструирование модели социума мира будущего
Модель будущего на основе представлений об организации психики: Конструирование модели социума мира будущего.
24-02-2019г.

Занятия по адаптологии
Асинхронная онлайн-школа: занятия.
14-10-2018г.

О поддержке онлайн-обучения на сайте Форнит
Инструменты для создания своей онлайн-школы: О поддержке онлайн-обучения на сайте Форнит.
08-10-2018г.

Общество мифов
Как не достичь этического дна, когда высказанное слово – есть ложь: Общество мифов.
16-09-2018г.

О реорганизации академической науки
Cделана попытка найти направления к решению проблем академической науки именно на основе модели организации психики: О реорганизации академической науки.
05-09-2018г.

Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:11
вчера:11
Всего:373465