项目详细信息:手性是生命的定义特征,保留在进化中,并深深地嵌入生物过程中。所有基本生命的基础,例如蛋白质和DNA,都是手性的。传统上与结构特性有关,手性在过去的二十年中已成为独特的电子现象的来源,共同称为手性诱导的自旋选择性(CISS)。这些影响源于显着的观察结果,即通过手性分子的电子表现出自旋极化。虽然尚未完全了解基本机制,但CISS在实验上有充分的文献记录,尤其是在金属手续 - 中间连接处。最近,在纯有机二元分子中也观察到了它,并确定其超出接口的相关性。ciss被认为对生物学和技术具有深远的影响。效果可以通过减少反向散射或将自旋依赖性项引入手性结构的相互作用能来提高电子转移效率。CISS还可以直接影响化学反应吗?激进对机理(RPM)是一种描述自由基对的自旋依赖性重组的量子过程,它提供了将CISS生成的自旋极化转换为化学结果的诱人可能性。rpm描述了对自由基成对的量子自旋运动如何导致磁场效应,并通过提供磁受伤的基础的机械基础来获得一定的流行 - 许多动物物种感知地震磁场的能力 - 形成了量化生物学的核心培养基。2。我们假设将CISS耦合到rpm可以揭示新的量子行为,从而增强了激进对的弱磁场灵敏度,并保护其自旋动力学免受环境噪声引起的脱谐解。该项目探讨了CISS与RPM结合,可以加深我们对磁受伤,发现其他量子生物学现象的理解,并激发创新的生物自发性应用。研究目标:1。提前量子生物学:研究CISS调节的自由基对自旋动力学如何有助于磁体受体和其他磁场效应,以解决传统RPM模型中的局限性。利用技术的生物映射:探索自旋偏振电子传递如何在诸如光伏,电解碳固定和水分裂等技术中改善激进/极性驱动的过程。方法论:该跨学科项目通过以下方法整合了量子物理,计算化学和生物物理学:1。自旋动力学建模:开发分子动力学知情的模型,以CISS驱动的自由基对反应中的开放系统自旋动力学模型,在生物磁磁传感器加密组合体,DNA和相关系统中。结合了逼真的自旋松弛机制和自由基间相互作用。2。螺旋结构中的自旋极化:与Banerjee教授(UCLA)合作,使用相对论Kohn-Sham密度功能理论评估生物和合成螺旋结构的自旋极化潜力。3。技术应用:将CISS和RPM与扩散输入相结合
主要关键词