Page 8 - No27

ENANTIO-SZELEKTÍV FIZIKAI JELENSÉGEK
KLÍMAVÁLTOZÁS, HŐHULLÁMOK

az elektronspin szerepét királis molekulák momentummal – azonban elektromos tér
közötti intramolekuláris erőkben. hatására átmeneti polarizációra tehetnek
szert, indukált elektromos
A spin a klasszikus leegyszerűsített dipólusmomentumot és spinpolarizációt
modellben az elektronok perdületének és az ezzel együtt járó indukált mágneses
(saját impulzusmomentumának) felel, momentumot nyerhetnek. A
meg, amely két egymással ellentétes spinpolarizáció az elektronok belső
irányt vehet fel, az óramutató járásával impulzusmomentumainak, a spinjüknek,
megjelent munkájukban arra a megegyező és az azzal ellentétes irányt. és a spinhez tartozó mágneses
következtetésre jutottak, hogy Az elektron spinjéhez mágneses momentumuk az egy adott irányhoz
valószínűleg a korai Földön gyakori momentum tartozik. Az elektronspin történő igazodása.
magnetit ásványok mágneses tere volt az iránya külső mágneses térben lehet
a környezeti hatás, amely felelős a pozitív (+) vagy negatív (-), annak
biomolekulák különös kiralitásáért. Az megfelelően, hogy iránya a tér irányával
első megjelent biomolekulák aztán pozitív egyező vagy azzal ellentétes, „spin fel és
visszacsatolással biztosították, hogy spin le” néven is említik. A klasszikus
továbbra is ugyanaz a kedvezett királis modelltől eltérően azonban az elektron
enantiomer szintézise részesüljön spin kvantált, és két értéke +1/2 és -1/2
előnyben a teljes prebiotikus hálózatban. lehet.
(„Origin of biological homochirality by Az elektronspin a Pauli-kizárási elvnek
crystallization of an RNA precursor on a köszönhetően fontos szerepet játszik az
magnetic surface, SCIENCE ADVANCES 7 Jun anyag szerkezetének kialakulásában. A
2023, Vol 9, Issue 23 DOI: 10.1126/sciadv. Pauli-elv szerint egy atompályán vagy
adg8274 molekulapályán legfeljebb csak két
A kutatók egy RNS-prekurzor, a racém elektron helyezkedhet el és csak ellentétes
ribo-amino-oxazolin (RAO) spinekkel. Ez a szingulett állapot zérus
kristályosodását vizsgálva magnetit eredő spinnel S=0. Ez a szimmetria-
(Fe O ) felületeken körülbelül 60%-os megkötés az alapja az elemek periódusos
3
4
enantiomer-felesleget értek el. A kezdeti rendszere felépülésének is.
dúsítást követő többszöri újra Az elektronpár egyik elektronja
kristályosítást követően teljesen gerjesztett állapotban megfordíthatja a Az ábra két enantiomer molekula
homokirális (100%) RAO kristályokat spinjét, létrehozva így az un. triplett elektromos mező (E) által keltett, töltés és
nyertek. Eredményeik alapján arra a állapotot, amelyben két elektronnak a spinpolarizációját szemlélteti. A piros
következtetésre jutottak, hogy a korai azonos irányú a spinje és így az eredő golyók spinjeikkel jelzik az elektronokat
Föld sekély tavaiban, ahol gyakoriak spin S=1. Pauli kizárási elv alapján (kis függőleges fekete nyilak).
voltak az üledékes magnetit kristályok, ezeknek azonban különböző pályákon A történet 1999-re nyúlik vissza, amikor
racém kiindulási anyagokból többszöri kell lenniük. A triplett állapot Ron Naaman, a Weizmann Institute of
újra kristályosodással játszódhatott le a energetikailag jóval kedvezőtlenebb, mint Science kémiai fizikusa által vezetett
rendszerszintű homokiralitás elérésére. a szingulett. állapot. kutatócsoport kimutatta, a királis
Az elmúlt két évtizedben ismereteink molekulákon keresztül történő
jelentősen bővültek a királis molekulák, elektrontranszport spin-függő. A
különösen a nukleinsavak, aminosavak és molekula kiralitásától függően, adott
oligopeptidek elektromos és mágneses spinű elektronjai könnyebben haladnak át
térben történő viselkedésének kísérleti a molekulán az egyik irányba, mint a
vizsgálatait követően. A jelenségek másik irányba. Ellentétes spinű
feltárásában jelentős szerepe volt elektronoknál ez az irány megfordul. A
Ron Naaman (Weizmann Institute of királis molekulák spinszűrőkként
Science), J.D. Sutherland, (MRC viselkednek. Ezt a hatást királisan
Laboratory of Molecular Biology, indukált spin szelektivitásnak (CISS)
Cambridge), és D.D. Sasselov A kísérletekben kiderült, hogy bár a nevezték el. Azóta számos királis szerves
(Department of Astronomy, Harvard királis molekulák alapállapotban nem molekuláról és biomolekuláról
University, Cambridge) által vezetett polarizáltak, – nem rendelkeznek kimutatták, hogy spinszűrőként
kutatócsoportoknak. A kutatók feltárták elektromos dipólussal vagy mágneses működnek, amelyek közül a

8 KÉMIAI PANORÁMA 27. SZÁM, 2023. ÉVFOLYAM