Den første mekanosyntese af en molekylær krystal med en borromeisk topologi

Det prestigefyldte tidsskrift Chem har offentliggjort den første mekanosyntese af en molekylær krystal med en borromeisk topologi. Undersøgelsen er blevet udført af et internationalt team ledet af prof. Pierangelo Metrangolo, Giuseppe Resnati, og Giancarlo Terraneo ved Institut for Kemi, Materialer og kemiteknik "Giulio Natta" fra Politecnico di Milano.

Resultaterne opnået af Politecnico di Milano-gruppen har vist, at mekanosyntese kan anvendes på selvsamling af komplekse multi-komponent supramolekylære strukturer, f.eks. Borromeiske ringe, demonstrerer, i detaljer, mekanismen for dannelse af denne komplekse topologi. Disse fund åbner for nye perspektiver i design af komplekse kemiske systemer, såsom mekanosyntese af diamanter, udviklingen af ​​absorberende materialer, der gør det muligt at opbevare brint i den avancerede bilindustri, ultralette kompositter til luftfart, og udvikling af nye lægemidler.

Mekanokemi undersøger anvendelsen af ​​mekanisk energi til en kemisk reaktion udført i fast tilstand, at påvirke dens hastighed og bane. Oprindelsen til mekanokemien kan spores tilbage til stenalderen, hvor brugen af ​​mørtel og støder til fremstilling af mad eller farvestoffer repræsenterede en proces til at fremkalde kemiske transformationer ved mekaniske kræfter.

Fra et miljømæssigt synspunkt, de mekanokemiske processer er særligt bæredygtige, da, foregår i fast tilstand, de bruger ikke giftige eller brandfarlige opløsningsmidler. Af denne grund, deres anvendelse spredes bredt i talrige industrisektorer inden for grøn kemi og bæredygtig teknik, herunder lægemidler, polymer kemi, og kompositter.

På trods af dette, de mekanismer, hvormed mekanisk energi bidrager til brud og dannelse af nye kemiske bindinger, ikke helt forstås, endnu, såvel som mekanokemiens generelle anvendelighed på forskellige kemiske processer.

Den borromeiske knude består af en knude dannet af tre ringe, hvor to ringe er parallelle med hinanden, og det er kun den tredje ring, der låser dem fast og holder alle tre sammen. Simpelthen ved at skære nogen af ​​de tre ringe, den borromeiske knude falder fra hinanden.

Etymologien for navnet stammer fra Federico Borromeo, kardinal og ærkebiskop af Milano, der valgte den borromeiske knude som sit emblem. Symbolet for det borromeiske dynasti er de tre sammenfiltrede ringe og repræsenterer treenigheden. De borromeiske ringe angiver 'styrke i enhed'. Dette symbol er også blevet vedtaget af andre kulturer i forskellige aldre, herunder skotterne og vikingerne.

Fra et matematisk synspunkt, den borromeiske topologi er en af ​​de mest komplekse og fascinerende.