«Учебники до сих пор предположили, что силы только привлекательны. Для нас интересный вопрос состоит в том, можете ли Вы также сделать их отталкивающими», объясняет профессор Ткаченко. «До недавнего времени не было никаких доказательств в научной литературе, что силы Ван-дер-Ваальса могли также отражать».
Теперь, исследователи показали в их работе, опубликованной в научном журнале Physical Review Letters, что силы, на самом деле, отталкивающие, когда они происходят под заключением.Повсеместная сила Ван-дер-Ваальса была сначала объяснена немецко-американским физиком Фрицем Лондоном в 1930. Используя квантовую механику, он доказал чисто привлекательную природу силы Ван-дер-Ваальса для любых двух молекул, взаимодействующих в свободном пространстве. «Однако по своей природе молекулы в большинстве случаев взаимодействуют в ограниченном пространстве, таком как клетки, мембраны, нанотрубки, и т.д. В эта конкретная ситуация, силы Ван-дер-Ваальса становятся отталкивающими на больших расстояниях между молекулами», говорит профессор Ткаченко.
Мэйнэк Сэдхахэн, соавтор исследования, разработал новый механический квантом метод, который позволил им смоделировать силы Ван-дер-Ваальса в заключении. «Мы могли рационализировать много предыдущих результатов эксперимента, которые остались необъясненными до сих пор. Наша новая теория позволяет, впервые, для интерпретации многих интересных явлений, наблюдаемых для молекул под заключением», говорит Мэйнэк Сэдхахэн.
Открытие могло иметь много потенциальных последствий для доставки фармацевтических молекул в клетках, водном опреснении воды и транспорте и самосборке молекулярных слоев в фотогальванических устройствах.Исследовательская группа профессора Ткаченко работает над методами, которые моделируют свойства широкого спектра межмолекулярных взаимодействий.
Только в 2016 они нашли, что истинный характер этих сил ван дер Уолса отличается от расхожего мнения в химии и биологии, поскольку их нужно рассматривать как сцепление между волнами, а не как взаимное притяжение (или отвращение) между частицами.