13.01.2017
Редакция Naked Science
226

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
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 17:39
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

11 часов назад
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 09:18
Мария Азарова

Множество людей по всему миру привились вакциной CoronaVac китайского производства. По данным ученых из США и Доминиканской Республики, судя по всему, этот препарат практически не защищает от распространяющегося в последние месяцы омикрон-штамма с несколькими десятками мутаций в S-белке.

Вчера, 17:39
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

Вчера, 09:18
Мария Азарова

Множество людей по всему миру привились вакциной CoronaVac китайского производства. По данным ученых из США и Доминиканской Республики, судя по всему, этот препарат практически не защищает от распространяющегося в последние месяцы омикрон-штамма с несколькими десятками мутаций в S-белке.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: