La energía de la vida: lo que creíamos químico es en realidad cuántico 🌱
Publicado por Adrien,
Fuente: Proceedings of the National Academy of Sciences
Otros Idiomas: FR, EN, DE, PT
Fuente: Proceedings of the National Academy of Sciences
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El estudio, publicado en los Proceedings of the National Academy of Sciences, muestra que la transferencia de protones no es únicamente un proceso químico. También implica fenómenos cuánticos, como el espín de los electrones y la quiralidad molecular. Este descubrimiento podría cambiar nuestra comprensión de los procesos biológicos.
Los investigadores utilizaron cristales de lisozima para sus experimentos. Observaron que la inyección de electrones con un espín específico modificaba la movilidad de los protones. Este fenómeno está relacionado con la excitación de fonones quirales, vibraciones en la red cristalina.
El fenómeno, conocido como efecto CISS (Chiral Induced Spin Selectivity), explica cómo las moléculas quirales interactúan de manera diferente con los espines electrónicos. Esta interacción influye directamente en la transferencia de protones, un proceso esencial para la vida.
Las implicaciones de este descubrimiento son amplias. Podría conducir al desarrollo de nuevas tecnologías inspiradas en procesos biológicos. Los investigadores contemplan aplicaciones en medicina, energía y nanotecnología.
Esquema simplificado de un modelo de transporte de protones. El desplazamiento de los protones va acompañado de una polarización electrónica. En un medio quiral, el efecto CISS transforma esta polarización eléctrica en polarización de espín. La conservación del momento angular genera entonces fonones quirales, que inducen una transferencia de protones selectiva según el espín.
El equipo, dirigido por científicos de la Universidad Hebrea de Jerusalén, colaboró con expertos del Instituto Weizmann y de la Universidad Ben Gurión. Sus trabajos tienden un puente entre la física cuántica y la bioquímica, ofreciendo una visión más completa de los mecanismos de la vida.
¿Qué es el efecto CISS?
El efecto CISS, o Chiral Induced Spin Selectivity, es un fenómeno cuántico donde moléculas quirales filtran electrones según su espín. Esto significa que estas moléculas pueden preferir un espín electrónico sobre otro, influyendo así en las reacciones químicas.
Este efecto es particularmente importante en sistemas biológicos, donde la quiralidad molecular es omnipresente. Explica cómo ciertas reacciones pueden ser más eficientes o selectivas dependiendo del espín de los electrones involucrados.
Las aplicaciones potenciales del efecto CISS son numerosas, desde el diseño de nuevos materiales hasta la comprensión profunda de mecanismos biológicos. Es un campo de investigación en plena expansión, en la frontera entre la física y la biología.