W chemii, czym jest most solny?
Termin mostek solny ma dwa różne zastosowania w chemii. Pierwotne zastosowanie opisało elektrycznie przewodzące połączenie żelowe między dwoma pół-ogniwami ogniwa voltaicznego w dziedzinie elektrochemii. Drugim jest użycie zewnętrznej, lekko polarnej cząsteczki do stworzenia mostka między sekcjami makrocząsteczki, które odpychałyby się bez interwencji mostka solnego. Nowa dziedzina chemii supramolekularnej, rozwijana od około 1960 r., Wykorzystuje mostki solne do tworzenia bardzo szczegółowych struktur.
W ogniwie voltaicznym, zwanym także ogniwem galwanicznym, reakcja elektrochemiczna zachodzi w dwóch oddzielnych fizycznych lokalizacjach zwanych pół-ogniwami. Połowa reakcji redukcji-utleniania (redoks) zachodzi w każdej połowie komórki. Alessandro Volta zademonstrował podstawową zasadę układając dyski cynku i srebra, oddzielone tarczami papierowymi nasyconymi słoną wodą, mostem, około 1800 roku. Układając kilka z tych zestawów dysków cynkowo-srebrnych, był w stanie wykryć porażenie prądem kiedy dotknął obu końców jednocześnie.
Prawdziwe ogniwo akumulatorowe zostało zbudowane w 1836 roku przez Johna Fredericka Daniella, który używał cynku i miedzi. Pasek każdego metalu zanurzono w roztworze własnego jonu metalu. Dwa paski połączono drutem, a dwa roztwory porowatą rurką ceramiczną wypełnioną słoną wodą, mostem solnym.
Jeśli mostek solny nie jest zastosowany w ogniwie akumulatorowym, reakcja zachodzi bezpośrednio, a przepływ elektronów nie może być kierowany przez drut. Mostek solny przewodzi tylko ładunek na jonie poprzez jego jony solne. Mostek nie przenosi jonów z reakcji redoks.
Chemia supramolekularna zapewnia innowacyjne podejście do dziedziny nanotechnologii. Struktury w nanoskali, od 1 do 100 nanometrów (0,00000004 do 0,0000004 cali), są zazwyczaj wytwarzane przez zmniejszanie większych struktur za pomocą bombardowania elektronami lub innymi technikami. Chemia supramolekularna próbuje tworzyć struktury naśladując naturalny sposób samoorganizacji. Samoorganizacja ma miejsce, gdy makrocząsteczka buduje się, dodając podstawowe komponenty w procedurze krokowej. Zyskuje nowe jednostki, co z kolei powoduje zwijanie się i zginanie cząsteczki w taki sposób, aby przyciągnąć i związać następny składnik, uzyskując w końcu precyzyjną, trójwymiarową strukturę.
Kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) jest samoorganizowany w komórce w procesie składania i ponownego składania. Po każdym złożeniu nowe grupy funkcyjne, grupy boczne bardziej reaktywnych atomów, stają się przyciągane lub odpychające. Gdy cząsteczki poruszają się, aby umożliwić grupom funkcyjnym bliżej lub dalej od siebie, powstaje fałd. Wiązanie wodorowe, słaba cząsteczka międzycząsteczkowa lub, w przypadku makrocząsteczek, słabe przyciąganie wewnątrzcząsteczkowe między lekko ujemnymi grupami hydroksylowymi i lekko dodatnimi grupami protonowymi kieruje procesem składania.
Czasami fałd lub zgięcie musi wystąpić w naturalnej lub syntetycznej makrocząsteczce w miejscu, w którym występują łagodne siły odpychające. Druga mała cząsteczka, zwana mostem solnym, może ustawić się w odpowiednim miejscu, gdzie może zmostkować siły przeciwne. Zamiast popchnąć zakładkę, tak jak robi to niepodzielna sekcja, mostek solny zaciska szczelinę i zaciska się w makrocząsteczce. Wybór mostu solnego jest bardzo wymagający; dokładne dopasowanie jest wymagane fizycznie i przy rozkładzie ładunku. Supramolekularni chemicy badają naturalne makrocząsteczki, aby zrozumieć i wykorzystać mostki solne w konstrukcji przydatnych nanostruktur.