تعیین ماهیت پیوندهای هالوژنی به کمک میکروسکوپ نیروی اتمی

به گزارش آنا به نقل از روابط عمومی ستاد نانو، در دهه‌های گذشته، اهمیت پیوندهای هالوژنی در سیستم‌های بیولوژیک و غیربیولوژیک بیش از پیش شناخته شده و مورد توجه قرار گرفته است. پیوندهای هالوژنی در ساخت و فرمولاسیون داروها، به منظور افزایش اثربخشی داروها و بخش‌های دیگر از جمله طراحی ساختارهای لایه‌ای، کریستال‌های مایع و ژل‌ها اهمیت اساسی دارد.

به گفته‌ دکتر علی صادقی، همانگونه که از کنار هم قرار گرفتن منظم اتم‌ها بلورهای جامد مانند نمک طعام ساخته می‌شوند، مولکول‌ها هم می‌توانند در شبکه‌های مرتبی قرار گیرند و کریستال‌های مولکولی بسازند. یک مثال آشنا تشکیل یخ به دلیل پیوند هیدروژنی بین مولکول‌های آب است.

پیوند هالوژنی همانگونه که از نام آن پیداست، بین مولکول‌هایی که دارای اتم هالوژن هستند، به وجود می‌آید. این پیوند باعث پایداری ساختار پروتئین‌ها و اتصال بین آنها می‌شود.

صادقی با اشاره به اینکه در مورد فلوئور، پیوند هالوژنی بسیار ضعیف بوده و به ندرت اتفاق می‌افتد، افزود: «بررسی ماهیت این پیوند چندان ساده نیست. در این پژوهش با ایجاد یک تک لایه‌ی سطحی از مولکول‌های آروماتیک، که در آنها همه هیدروژن‌ها با فلوئور جایگزین شده‌اند، امکان ایجاد پیوند هالوژنی بین فلوئورها فراهم شد. لذا نوع جدیدی از بلور دو بعدی مولکولی حاصل از پیوند هالوژنی بین فلوئورها معرفی شده است.»

وی در ادامه افزود: «در این کار تجربی-نظری ابتدا ساختار هندسی لایه‌ مولکولی توسط میکروسکوپ نیروی اتمی با قدرت تفکیک بسیار بالا شناسایی شده و سپس به کمک محاسبات دقیق مبتنی بر مکانیک کوانتمی، ماهیت پیوند بین مولکولی مورد مطالعه قرار گرفته است. اغلب پیوندهای هالوژنی که تاکنون شناخته شده‌اند، به دلیل وجود یک ناحیه‌ بسیار کوچک با پتانسیل الکتریکی مثب حول اتم هالوژن است. اما در مورد فلوئور چنین ناحیه‌ای وجود ندارد، لذا نوع خاصی از پیوند هالوژنی به شمار می‌رود. بر اساس این مطالعات نیروی وان در والس در تشکیل این پیوند اهمیت کلیدی دارد. از طرفی توزیع نامتقارن پتانسیل الکتریکی پیرامون فلوئورها باعث می‌شود که پیوند نهایی بسیار جهت‌دار باشد.»

این تحقیقات از تلاش‌های دکتر علی صادقی، عضو هیئت علمی دانشگاه شهید بهشتی و همکارانش حاصل شده است.