Ученые связали молекулу в самый плотный узел — Naked Science
13.01.2017
4 минуты
Редакция

Ученые связали молекулу в самый плотный узел

Отдельные молекулы ученые сумели сплести в плотный кельтский узел, размеры которого не превышают 20 нм. Это самый сложный из «молекулярных узлов», которые когда-либо удавалось получить в лаборатории.

tight-knot_wide-47406fb20b9664e7607d32b1e3e6915fa1f0975f-s1600-c85

Математические расчеты показывают, что в природе может существовать порядка 6 млрд узлов, неважно, из каких нитей их связывать – из растительных волокон хлопка, из искусственной вискозы или даже из отдельных молекул. Такие «молекулярные узлы» должны стать важной частью наномашин и наноустройств будущего. Однако манипуляция отдельными молекулами настолько сложна, что до недавнего времени ученым удалось получить из них лишь несколько не самых сложных узлов.

 

«Молекулярный трилистник» (с тремя перекрещиваниями) связал в 1989 г. Жан-Пьер Саваж (Jean-Pierre Sauvage), который за эту и другие работы в области молекулярных машин получил в прошлом году Нобелевскую премию по химии. Более сложный узел появился лишь четверть века спустя, в 2011 году, когда команде британца Дэвида Ли (David Leigh) удалось сплести «молекулярный пятилистник» (лапчатку, с пятью перекрещиваниями). Впоследствии Ли продемонстрировал еще несколько несложных узлов на основе двух молекулярных нитей.

 

В своей новой работе Дэвид Ли и его коллеги из Манчестерского университета описывают создание самого сложного на сегодняшний день «молекулярного узла» – кельтского, который соединяет сразу три нити и содержит целых восемь их перекрещиваний. Об этом ученые рассказывают в статье, опубликованной журналом Science. Для этого азотсодержащие хлорорганические молекулы погружались в раствор металлических солей, который стимулировал их самосборку в сложную структуру, содержащую в общей сложности 192 атома.

 

©Robert W. McGregor, www.mcgregorfineart.com

 

«Мы “связали” узел с помощью самосборки: молекулярные нити накручивались вокруг металлических ионов, формируя в нужных местах пересечения, – объясняет Дэвид Ли. – Их свободные концы мы закрепили химически, завершив образование узла».

 

По словам ученого, возможность получать «молекулярные узлы» такой высокой сложности открывает совершенно головокружительные перспективы в получении новых материалов с невероятными свойствами. Например, такая сверхплотная «вязь» полимерных нитей может помочь в создании пуленепробиваемых тканей и бронежилетов намного более легких и гибких, чем кевларовые. Дэвид Ли приводит и пример паучий шелк, невероятно легкий и прочный, свойства которого обеспечиваются не только входящими в его состав полимерами, но и тем, как они связаны между собой.

Позавчера, 14:50
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

Вчера, 11:52
4 минуты
Сергей Васильев

В янтаре сохранились не только перья динозавров, но и пившие их кровь насекомые мелового периода.

Вчера, 18:58
37 минут
Александр Березин

Поток новостей показывает каждое научное открытие как необычно важное, отчего бывает сложно выделить самые значимые. Вот наша версия десятки самых выдающихся научных достижений года. Расскажем о них поподробнее.

Позавчера, 14:50
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

7 декабря
4 минуты
Илья Ведмеденко

Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.

8 декабря
24 минуты
Редакция

Конспирологические теории давно вышли за пределы камерных форумов в Сети и разговоров на кухнях – сегодня о них можно прочитать в газетах и услышать по ТВ. Их сторонники считают, что Земля плоская, первые лица государств – инопланетяне-рептилоиды, а ВИЧ выдумали фармакологические компании. Разберемся, какие особенности нашего восприятия делают конспирологию такой привлекательной и может ли вера в мировой заговор нанести реальный ущерб.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

Позавчера, 14:50
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: