Скрытая высокоэнергетическая вода раскрывает новую молекулярную силу

Исследователи из Технологического института Карлсруэ и Университета Конструктора в Бремене впервые экспериментально и теоретически доказали, что вода, заключённая в молекулярных полостях, находится в «высокоэнергетическом» состоянии и активно влияет на молекулярные взаимодействия. Эта вода, подобно людям в переполненном лифте, стремится выйти при появлении новой молекулы, что усиливает связь между новой молекулой и молекулярной полостью.

Используя кукурбит[8]урил в качестве модели «хозяйской» молекулы и сочетая высокоточную калориметрию с компьютерным моделированием, учёные показали, что чем более энергетически активирована вода, тем сильнее она способствует связыванию при своём вытеснении. Это открытие предоставляет теоретическую основу для ранее наблюдаемых аномалий в поведении воды в узких полостях и демонстрирует, что высокоэнергетические молекулы воды являются центральной движущей силой при формировании молекулярных связей.

Открытие имеет важное значение для разработки лекарств и передовых материалов. В фармацевтике идентификация высокоэнергетической воды в целевых белках может помочь создать молекулы, которые целенаправленно вытесняют эту воду и используют её энергетический вклад для более прочного связывания. В материаловедении создание полостей, вытесняющих такую воду, может привести к улучшенным сенсорам или материалам с расширенными возможностями хранения.