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.

3 637
Выбор редакции

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.

Наука

Naked Science Facebook VK Twitter
3 637
Комментарии
Аватар пользователя Игорь Каширин
12 мин
Инвесторы скайвея,вы гарантируете что максимум через 5...
Аватар пользователя Игорь Каширин
23 мин
Даже скорости на экофесте показали обычные для...
Аватар пользователя Алексей Ветров
2 ч
Конструкция очень спорная.
Во-первых, как такую...
Комментарии

Быстрый вход

или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку