Kemikere binder en knude ved hjælp af kun 54 atomer

En trio af kemikere ved det kinesiske videnskabsakademis Dalian Institute of Chemical Physics, der arbejder sammen med en kollega fra University of Western Ontario, har knyttet den mindste knude nogensinde med kun 54 atomer. I deres undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications , Zhiwen Li, Jingjing Zhang, Gao Li og Richard Puddephatt slog ved et uheld sammen, mens de forsøgte at skabe metalacetylider i deres laboratorium.

Forskerne forsøgte at skabe typer af alkyner kaldet metalacetylider som et middel til at udføre andre typer organiske reaktioner. Mere specifikt forsøgte de at forbinde kulstofstrukturer med guldacetylider - typisk resulterer sådant arbejde i skabelsen af ​​simple kæder af guld kendt som caternames.

Men uventet skabte resultatet af en reaktion en kæde, der knyttede sig til en trefoil-knude uden løse ender. Trefoil knob bruges til at lave kringler og spiller en stor rolle i knudeteori. Forskerne bemærkede, at knuden havde et backbone crossing ratio (BCR) på 23. Knot BCRs er et mål for knudens styrke. De fleste organiske knob, bemærker holdet, har en BCR et sted mellem 27 og 33.

Knuden repræsenterer en rekord – dens trekløverform slår en tidligere rekord holdt af et andet hold i Kina, der skabte en knude på 69 atomer tilbage i 2020. Den tidligere rekordholder blev skabt med vilje af dette hold ved hjælp af teknikker udviklet til at flette tråde ind i knuder. Den nye rekordholder samlede sig selv, og holdet bag forstår stadig ikke, hvordan det skete. Det vides endnu ikke, om det er muligt at gøre en knude mindre.

Oprettelsen af ​​sådanne bittesmå knob, påpeger forskerholdet, er ikke kun et interessant laboratorietrick - mikroskopiske knuder dannes i mange naturlige omgivelser, såsom i RNA og DNA og adskillige andre proteiner. Ved at skabe små knob lærer kemikere mere om, hvordan og hvorfor de opstår i naturen. Det kunne også hjælpe med opdagelsen af ​​nye typer polymerer og/eller plastik.

Flere oplysninger: Zhiwen Li et al., Selvsamling af den mindste og tætteste molekylære trefoil-knude, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-023-44302-y

Journaloplysninger: Nature Communications

© 2024 Science X Network