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科学家揭开“大自然质子高速公路”背后的秘密结构
通过将一个关键的磷酸络合物冷冻至接近绝对零，科学家们在质子传输的核心发现了一个单一的、出人意料的稳定结构。磷酸由于其移动电荷的特殊能力，在生物学和现代技术中都至关重要。在人体内部和燃料电池等设备中，这种[...]
来源:SciTech日报通过将一个关键的磷酸复合物冷冻到接近绝对零，科学家们在质子传输的核心发现了一个单一的、出人意料的稳定结构。
磷酸因其特殊的移动电荷能力而在生物学和现代技术中都至关重要。在人体内和燃料电池等设备中，这种小分子有助于驱动基本的化学反应。
弗里茨哈伯研究所分子物理系的科学家们现在发现了有关它如何在分子水平上执行这项任务的新细节。
微小的电信号如何控制生命
每一秒，无数的电荷流过我们的身体。这些信号对于生命至关重要。细胞通讯、能量转换和新陈代谢等过程都依赖于带电粒子跨膜和细胞内精心控制的运动。在许多方面，电荷传输都是一个基本的监管系统。
磷酸 (H3PO4) 和相关磷酸盐化合物存在于整个生物体中。它们形成 DNA 和 RNA 的主干，有助于细胞膜的结构，并且是 ATP（细胞内储存和传递能量的分子）的一部分。这些化合物对于移动生物系统中的正电荷尤其重要。
除了生物学之外，磷酸还发挥着重要的技术作用。它用于某些类型的电池和燃料电池。在这些系统中，工程师利用了一个突出的特点：其异常高的质子传导率。
质子带有正电荷，可以逐步穿过含磷酸盐的材料。它们沿着氢键网络从一个分子“跳跃”到下一个分子。这个过程被称为“质子穿梭”，可以使电荷以极快的速度移动。
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DOI：10.1021/acs.jpca.5c06704