Ученые связали молекулу в самый плотный узел — Naked Science
13.01.2017
4 минуты
Редакция
86

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:57
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности к игре 2012 года.

Вчера, 14:48
26 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

Вчера, 13:56
4 минуты
Илья Ведмеденко

Американские военные пришли к выводу, что новейший эсминец можно эксплуатировать в условиях больших волн. Безопасность корабля в значительной степени объясняется его конструкцией, обеспечивающей малозаметность.

Позавчера, 14:57
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности к игре 2012 года.

24 января
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

23 января
8 минут
Мария Азарова

Специалисты подтвердили, что очагом возникновения инфекции стал оптовый рынок в городе Ухань, где продавали не только морепродукты, но и животных, в том числе змей и летучих мышей. Именно они могли быть источниками опасного коронавируса.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

Позавчера, 14:57
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности к игре 2012 года.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: