Супрамолекулярная химия - 10.1.От структуры к информации. Возможности и перспективы химии запрограммированных систем (instructed chemistry) - 172 - читать

Супрамолекулярная химия(Страница: 172)

Страница: 
172

Супрамолекулярная химия читать 10.1.От структуры к информации. Возможности и перспективы химии запрограммированных систем (instructed chemistry) 172

В химии, как и других областях знания, язык информации приходит на смену языку состава и структур, по мере того как наука развивается в направлении создания все более сложных архитектур и процессов. Супрамолекулярная химия прокладывает путь к пониманию химии какнауки об информации(см. разд.2.1, 8.1, 9.2).За сто лет после провозглашения Эмилем Фишером в1894г. принципа “ключ—замок“[1.11],образа, соответствовавшего веку механики, супрамолекулярная химия прошла путь развития, позволивший сформулироватьинформационную парадигму, более присущую нашему времени электроники и обмена информацией. Смена парадигмы окажет глубокое влияние на развитие химии, на то, какими категориями мы мыслим, на то, как мы проводим свои исследования. Химия запрограммированных систем переходит от проблем достижения высокой селективности в синтезе и реакциях молекулярных структур к созданию сложных супрамолекулярных ансамблей и исследованию их функционирования. В основе процессов с участием супрамолекулярных ансамблей лежит наличие составных компонентов, несущих информацию(instructedcomponents), способных при смешении вступать в предопределенные этой информацией самопроцессы, которые приводят к синтезу соединений с заданными свойствами.

Супрамолекулярная химия возникла и развивалась как химия ансамблей, удерживаемых нековалентными взаимодействиями. Через понятия распознавания и самопроцессов она пришлагконцепциям информации (пассивной и активной) и запрограммированных систем, все более становясь химией молекулярной информации, изучающей хранение информации на молекулярном уровне, а также считывание, передачу и обработку информации на супрамолекулярном уровне.

Дальнейшее развитие супрамолекулярной химии—в направлении общей науки онесущей информацию материи, так что в фундаментальную триаду материя—энергия—информация в химии добавляется третий компонент (см. также[10.1]).

Химические системы могут хранить информацию либо ваналоговой форме, закодированной в особенностях структуры молекул или супермолекул (размер, форма, природа и относительное расположение центров взаимодействия и т. д.[1.27]),либо в “цифровой",дигитализированной форме, т. е. в виде различных состояний или связностей химического объекта.

Известны приложения теории информации к описанию молекулярных машин[10.2].Для оценки информационного содержания процесса распознавания, основанного на восприятии структуры в парах субстрат—рецептор, требуется оценка соответствующих молекулярных характеристик. Распознавание—не абсолютное, но относительное понятие. Оно базируется на структурной (и, в итоге, также динамической) информации, хранящейся в партнерах, и определяется надежностью считывания, зависящей от различий в свободной энергии взаимодействия между разными комбинациями рецептор—субстрат (см. также разд.2.1).Это не процесс двоичного типа “да/нет", но, скорее, пороговый процесс, когда отчетливое разделение состояний возможно лишь по достижении некоторых определенных условий. Он зависит от свободной энергии и, следовательно, от температуры. Параметр кТ может быть использован как возможный репер, относительно которого могут оцениваться пороговые значения, различия между состояниями и точность считывания информации. От этих факторов зависит обработка химической информации, хранящейся и воспринимаемой как в аналоговой, так и в цифровой, дигитализированной форме.

Медиа

See video
Видео
Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 110 элементов:...
02.04.2013 | 6:58
3,062
See video
Видео
Сервис Нигма-Химия и многие функции Нигма-математики не имеют аналогов ни в России, ни в мире.Начиная с 2009 года, Нигма разрабатывает интеллектуальную...
02.04.2013 | 6:58
3,684
See video
Видео
Основным источником этанола является нефтехимический синтез, использующий реакцию, гидратации этилена в присутствии различных катализаторов. Известны также...
02.04.2013 | 6:58
3,216