Wetenschappers hebben een manier ontwikkeld om drie moleculaire strengen te vlechten, waardoor strakkere en complexere knopen kunnen worden gemaakt dan voorheen mogelijk was.

De krant, gepubliceerd in Natuurchemie meldt de synthese van een nieuw type moleculaire knoop, een eindeloze knoop genoemd (of 7-4 knoop). Dit type knoop kan niet worden gemaakt met helices - simpelweg strengen in elkaar draaien en de uiteinden verbinden - een techniek die eerder werd gebruikt om complexe moleculaire knopen te maken.

Een team, van de Universiteit van Manchester, gebruikten een 3x3 verweven moleculair raster als tussen- en sleutelstructuur - ze losten deze sleutelstructuur op met behulp van monokristallijne röntgendiffractietechnieken op Diamond's I19-bundellijn. Het heldere synchrotronlicht op I19 was fundamenteel voor de ontdekking, want zonder dat zou er geen bewijs zijn dat de knoopstrengen op de juiste manier waren geweven.

Professor David Leigh, van de Universiteit van Manchester, zei:"Het weven van moleculaire strengen is niet alleen nuttig voor het maken van iconische structuren zoals de eindeloze knoop, maar ook om polymeerketens te kunnen weven om nieuwe materialen te maken. Zonder de röntgenstructuur van Diamond, die de verweven rasterarchitectuur onthulde, we zouden niet weten hoe de draden in elkaar passen of waarom ze weven. Met die structuur hebben we echte experimentele inzichten waarmee we, en anderen, om andere geweven knopen te ontwerpen, polymeren en materialen."

Dr. David Allan, hoofdbundellijnwetenschapper op I19, zei:

"De monokristallijne röntgendiffractietechnieken die worden gebruikt op bundellijn I19 bieden een ongeëvenaarde manier om de schoonheid van de natuurlijke wereld op atomair niveau te waarderen en bieden een manier om te ontrafelen, vaak voortreffelijk, moleculaire structuur. De Leigh-groep heeft een moleculaire engineeringbenadering gebruikt om ingewikkelde knoopachtige moleculen te weven en, ooit aangemoedigd om te assembleren tot kristallen, ze hebben I19 gebruikt om te bepalen hoe de atomen in de knopen met grote precisie worden gepositioneerd en met elkaar verbonden. Dit geeft inzicht in de atomaire bindingskrachten die betrokken zijn bij de assemblage van deze complexe moleculen en biedt ook aanwijzingen voor een meer op maat gemaakte benadering van de synthese van moleculaire vorm en vorm."

De eindeloze knoop is een basismotief van Keltisch knopen, de kleinste Chinese knoop, en is een van de acht gunstige symbolen (de Ashtamangala) die veel oosterse religies en filosofieën gemeen hebben, waar het de vereniging van wijsheid en methode vertegenwoordigt. De praktische betekenis van de bereiding in moleculaire vorm omvat de lessen die zijn getrokken uit de synthese, wat de weg vrijmaakt voor de bottom-up assemblage van geweven polymeerketens en andere geknoopte en verstrengelde moleculen en materialen.