МЕХАНОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

МЕХАНОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ — химические превращения в какой-либо химической, физикохимической или биохимической системе под действием механических сил (прямые механохимические реакции), а также совершение системой механической работы за счет изменения в ней энергии химических связей (обратные механохимические реакции). Примером Механохимического процесса может служить реакция механохимической полимеризации специального клея циакрина под действием ультразвука, что находит применение в хирургической практике при «сварке» костей и мягких тканей.

Механохимические превращения используются для направленного изменения свойств различных материалов пли получения новых.

Механизмы протекания Механохимических процессов различны. Так, в упругонапряженном материале при действии механических сил снижается энергия активации хим. реакции. При этом может происходить локальное повышение температуры и (или) давления и как следствие этого инициирование или ускорение хим. реакции (см. Кавитация). В поле приложения механических сил могут протекать как процессы механодеструкции (разрыв молекулярных связей), так и процессы механосинтеза. Направление, скорость и энергетический выход механохим. реакции зависят от величины и продолжительности действия, состояния системы и др. Разрыв молекулярных связей под действием механических сил может привести к- разрушению системы, напр, гель — золь (см. Тиксотропия), разрушению мембран бактериальных и других клеток под действием ультразвука, а также к инициированию и активации хим. реакций активными частицами (радикалами, ионами), возникающими при разрыве молекулярных связей.

Обратные механохим. реакции — возникновение деформации вещества под действием хим. реагентов (напр., сокращение объема актомиозинового геля под влиянием АТФ, способность полиэлектролитов скручиваться или растягиваться при изменении pH среды и т. д.) — имеют большое значение для химии полимеров и биологии.

М. п., обусловливающие изменения формы организмов и их способность к передвижению, имеют широкое биол, распространение. М. п. обнаруживаются у ряда растений (напр., мимоза стыдливая, насекомоядные растения и др.), микроорганизмов (реснитчатые, жгутиковые), у животных, которые имеют специальные образования для движения. В организме высокоорганизованных животных М. п. присущи не только специальным клеткам (мышечные клетки), ной субклеточным структурам (митохондрии, ядра и т. д.).

Наиболее специализированной механохим. системой в организме является мышца, способная к преобразованию энергии гидролиза аденозинтрифосфорной к-ты в механическую энергию, что приводит в конечном итоге к укорочению мышцы (см. Мышечное сокращение) и совершению работы (см. Мышечная работа). Изучение особенностей М. п. в мышце представляет огромный интерес, т. к. мышца является экономичным и надежным «двигателем», осуществляющим высокоэффективное прямое превращение хим. энергии в механическую работу при температуре и давлении, близких к нормальным.

Предполагают, что в основе механорецепции лежат прямые механохим. реакции (см. Механорецепторы).

Библиография: Барамбойм Н. К. Механохимия высокомолекулярных соединений, М., 1971, библиогр.; Гофман Э. Г. Динамическая биохимия, пер. с нем., М., 1971, библиогр.; 3аалишвили М. М. Физико-химические основы мышечной деятельности, Тбилиси, 1971, библиогр.; Маргулис М. А. Современные представления о природе звуко-химических реакций, Журн, физич. хим., т. 50, в. 1, с. 1, 1976, библиогр.

В. Б. Акопян.