하전 된 거대 분자는 순 전하가있는 분자입니다. 이 분자들이 물에 용해되면 정전기력을 통해 서로 상호 작용합니다. 이 힘은 분자가 결정, 겔 및 막과 같은 다양한 구조로 자기 조립 될 수 있습니다.
어떻게 하전 된 거대 분자자가 조립 방법에 대한 현재의 이해는 20 세기 초에 개발 된 Debye-Hückel 이론을 기반으로합니다. Debye-Hückel 이론은 하전 된 거대 분자 사이의 정전기 상호 작용이 장거리이며 반발적임을 예측합니다. 이것은 분자가 가능한 한 서로 멀리 떨어져있는 경향이 있으며, 이는 개방적이고 무질서한 구조의 형성으로 이어질 것입니다.
그러나 일리노이 대학교 연구원들이 개발 한 새로운 이론은 하전 된 거대 분자 사이의 정전기 상호 작용이 실제로 단거리 및 매력적 일 수 있음을 보여줍니다. 이는 분자가 함께 클러스터링되는 경향이 있으며, 이는 더 작고 차수 된 구조의 형성으로 이어질 것임을 의미합니다.
새로운 이론은 이론적 계산과 실험 측정의 조합을 기반으로합니다. 계산은 하전 된 거대 분자 사이의 정전기 상호 작용이 용액의 염 농도뿐만 아니라 분자의 크기와 모양에 의해 영향을 받음을 보여준다. 실험 측정은 새로운 이론이 하전 된 거대 분자의 자기 조립 거동을 정확하게 예측할 수 있음을 확인합니다.
새로운 이론은 새로운 재료의 설계에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어,이 이론은 더 강하고 전도성이 높은 새로운 재료를 설계하는 데 사용될 수 있습니다. 이론은 또한 세포막의 형성 및 바이러스의 조립과 같은 생물학적 과정을 이해하는 데 사용될 수있다.
Jianhua Xing의 리더 교수는“우리의 새로운 이론은 거대 분자가 어떻게 자체 조립하는지를 이해하는 새로운 방법을 제공한다. "이것은 새로운 재료의 개발과 생물학적 과정에 대한 이해로 이어질 수 있습니다."
