Forskere opdager en ny type molekylær knude ved hjælp af røntgendiffraktionsteknikker

Forskere har udviklet en måde at flette tre molekylære tråde, så det er muligt at lave strammere og mere komplekse knuder, end det tidligere har været muligt.

Papiret, udgivet i Naturkemi rapporterer syntesen af ​​en ny type molekylær knude, kaldes en endeløs knude (eller 7-4 knob). Denne knude kan ikke laves af spiraler - simpelthen at sno tråde sammen og forbinde enderne - en teknik, der blev brugt til at lave komplekse molekylære knuder før.

Et hold, fra University of Manchester, anvendte et 3x3 sammenvævet molekylært gitter som en mellemliggende og nøglestruktur-de løste denne nøglestruktur ved hjælp af enkeltkrystal røntgendiffraktionsteknikker på Diamants I19-strålelinje. Det lyse synkrotronlys på I19 var grundlæggende for opdagelsen, da der uden det ikke ville være bevis på, at knudetrådene var vævet på den rigtige måde.

Professor David Leigh, fra University of Manchester, sagde:"Vævning af molekylære tråde er nyttig ikke kun til at lave ikoniske strukturer som den endeløse knude, men også for at kunne væve polymerkæder til fremstilling af nye materialer. Uden røntgenstrukturen fra Diamond, som afslørede den sammenvævede netarkitektur, vi ville ikke vide, hvordan trådene passer sammen, eller hvorfor de væver. Med denne struktur har vi reel eksperimentel indsigt, der tillader os, og andre, at designe andre vævede knuder, polymerer og materialer. "

Dr. David Allan, hovedstråleforsker på I19, sagde:

"Enkeltkrystal-røntgendiffraktionsteknikkerne, der anvendes på beamline I19, giver en uovertruffen måde at værdsætte naturens skønhed på atomniveau og tilbyder et middel til at opklare, ofte udsøgt, molekylær struktur. Leigh-gruppen har anvendt en molekylær ingeniørmetode til at væve indviklede snorede knoldlignende molekyler og, engang opfordret til at samle sig til krystaller, de har brugt I19 til at bestemme, hvordan atomerne i knuderne er placeret og forbundet med stor præcision. Dette giver et indblik i atombindingskræfterne, der er involveret i samlingen af ​​disse komplekse molekyler, samt giver spor til en mere skræddersyet tilgang til syntesen af ​​molekylær form og form. "

Den endeløse knude er et grundlæggende motiv for keltisk knytning, den mindste kinesiske knude, og er et af de otte lovende symboler (Ashtamangala), der er fælles for mange østlige religioner og filosofier, hvor det repræsenterer foreningen af ​​visdom og metode. Den praktiske betydning af dets forberedelse i molekylær form omfatter lektioner fra dets syntese, som åbner vejen for bund-op-samling af vævede polymerkæder og andre knyttede og sammenfiltrede molekyler og materialer.