Fotokimia adalah cabang ilmu yang mempelajari bagaimana cahaya mempengaruhi reaksi kimia. Dalam beberapa protein alami, seperti rhodopsin di retina mata, cahaya menyebabkan perubahan bentuk yang penting untuk fungsi biologis, seperti penglihatan. Meniru proses ini dalam molekul buatan bisa menghasilkan saklar molekuler dengan berbagai aplikasi potensial.
Molekul yang dapat berputar ketika terkena cahaya bisa dikembangkan menjadi sistem bioaktif yang diaktifkan oleh cahaya, saklar molekuler, dan lainnya. Peneliti di Hokkaido University, yang dipimpin oleh Asisten Profesor Akira Katsuyama dan Profesor Satoshi Ichikawa dari Fakultas Ilmu Farmasi, telah menciptakan jenis baru molekul yang bisa berputar secara internal ketika terkena cahaya. Proses ini mirip dengan beberapa proses alami dalam tubuh. Versi sintetis dari molekul ini dapat digunakan dalam teknologi komputasi dan sensor molekuler, atau dalam obat-obatan. Temuan ini dilaporkan di jurnal Nature Chemistry.
Tim Hokkaido berhasil membuat molekul yang bisa berputar ketika terkena cahaya dengan menambahkan atom tertentu (seperti belerang atau selenium) ke molekul organik sederhana. Ini memberikan kontrol dan fleksibilitas baru pada sistem molekul yang digerakkan oleh cahaya.
Beberapa molekul yang berputar ini cukup besar, berbentuk cincin dengan enam atom karbon, yang memungkinkan perubahan molekul skala besar yang diperlukan untuk aplikasi praktis dalam sistem saklar molekuler.
Selain menunjukkan perubahan yang diinduksi oleh cahaya, tim juga melakukan perhitungan teoretis untuk memahami bagaimana perubahan ini terjadi. Mereka juga mengeksplorasi efek suhu pada perubahan ini. Kombinasi teori dan eksperimen ini akan membantu penelitian di masa depan untuk lebih mengeksplorasi dan mengontrol sistem ini.
Menggunakan cahaya untuk mengaktifkan perubahan bentuk memungkinkan kontrol yang tepat atas kapan dan di mana perubahan ini terjadi. Ini sangat penting untuk aplikasi yang membutuhkan ketepatan dalam sistem biologis, termasuk kemungkinan pengobatan di masa depan.
Referensi :
[1] https://www.global.hokudai.ac.jp/blog/light-stimulates-a-new-twist-for-synthetic-chemistry/ diakses pada 27 Mei 2024
[2] Shotaro Nagami, Rintaro Kaguchi, Taichi Akahane, Yu Harabuchi, Tohru Taniguchi, Kenji Monde, Satoshi Maeda, Satoshi Ichikawa, Akira Katsuyama. Photoinduced dual bond rotation of a nitrogen-containing system realized by chalcogen substitution. Nature Chemistry, 2024; DOI: 10.1038/s41557-024-01461-9
