Закрутить свет в правильном направлении: создан прибор, управляющий химическими реакциями

Молекулы, участвующие в химических реакциях, работают намного лучше, если их возбудить светом, сжатым в резонаторе

Прибор, позволяющий многократно увеличить эффективность химических реакций, создали в НИЯУ МИФИ. Это так называемый поляритонный фотореактор. В будущем он может быть использован для более эффективного получения биологически активных соединений – основ лекарственных средств.

Как сообщили «МК» в университете, действие реактора основано на эффекте сильной связи между светом и веществом. Чтобы свет ощутимо повлиял на скорость и эффективность химических реакций, его необходимо «сжать». Этого ученые достигли путем создания оптического резонатора из двух параллельных зеркал, расстояние между которыми измеряется всего лишь десятками нанометров.

Растворы реагирующих веществ поступают по микроканалам в пространство между зеркалами и возбуждаются с помощью лазерного луча. За счет того, что свет в резонаторе сильно сжат, его энергия «курсирует» между зеркалами почти без потерь, и, соответственно, молекулы веществ остаются в возбужденном (более эффективном) состоянии длительное время.

Концепция была проверена на красителях – родамине 6G и метиленовом синем. Если на них светили лазером без использования резонатора, то их переход из одного оттенка в другой происходил медленно, в резонаторе изменение многократно ускорялось.  

Изначально проект был нацелен на повышение эффективности синтеза противовирусных лекарств. Однако оказалось, что при помощи созданного фотореактора можно достичь еще одного эффекта: избирательно синтезировать биологически активные молекулы, обладающие заданной симметрией, характерной для наиболее активных соединений.

Молекулы одного и того же химического состава синтезируются в форме молекулы и ее зеркального отражения. Они вращают свет в противоположных направлениях и сильно отличаются по своей активности. Новый фотореактор позволяет целенаправленно создавать молекулы с симметрией, характерной только для их активных форм.

Пока в университете создан прототип будущего реактора, на котором реакции можно осуществлять исключительно с дозами веществ порядка микрограммов. Для использования тех же эффектов в промышленных масштабах понадобится создание настоящих «батарей» из множества фотореакторов.

Источник: www.mk.ru