Een drietal scheikundigen van het Dalian Instituut voor Chemische Fysica van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft in samenwerking met een collega van de Universiteit van West-Ontario de kleinste knoop ooit gelegd, met behulp van slechts 54 atomen. In hun onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications , Zhiwen Li, Jingjing Zhang, Gao Li en Richard Puddephatt trouwden per ongeluk terwijl ze probeerden metaalacetyliden te maken in hun laboratorium.

De onderzoekers probeerden soorten alkynen te creëren die metaalacetyliden worden genoemd als een middel om andere soorten organische reacties uit te voeren. Meer specifiek probeerden ze koolstofstructuren te verbinden met goudacetyliden. Dergelijke werkzaamheden resulteren doorgaans in de creatie van eenvoudige goudketens, bekend als caternames.

Maar onverwachts creëerde het resultaat van één reactie een ketting die zichzelf tot een klaverbladknoop knoopte zonder losse eindjes. Klaverbladknopen worden gebruikt bij het maken van pretzels en spelen een belangrijke rol in de knooptheorie. De onderzoekers merkten op dat de knoop een backbone kruising ratio (BCR) van 23 had. Knoop BCR's zijn een maatstaf voor de sterkte van de knoop. Het team merkt op dat de meeste organische kanoeten een BCR ergens tussen de 27 en 33 hebben.

De knoop vertegenwoordigt een record:de vorm van een klavertje drie verslaat een eerder record van een ander team in China dat in 2020 een knoop van 69 atomen creëerde. De vorige recordhouder werd met opzet door dat team gemaakt met behulp van technieken die zijn ontwikkeld om verstrengel de strengen tot knopen. De nieuwe recordhouder heeft zichzelf samengesteld en het team erachter begrijpt nog steeds niet hoe het is gebeurd. Het is nog niet bekend of het mogelijk is om een ​​knoop kleiner te maken.

Het onderzoeksteam wijst erop dat het creëren van zulke kleine knopen niet alleen een interessante laboratoriumtruc is:microscopisch kleine knopen worden in veel natuurlijke omgevingen gevormd, zoals in RNA en DNA en verschillende andere eiwitten. Door kleine knopen te maken, leren scheikundigen meer over hoe en waarom ze in de natuur ontstaan. Het zou ook kunnen helpen bij de ontdekking van nieuwe soorten polymeren en/of kunststoffen.

Meer informatie: Zhiwen Li et al, Zelfassemblage van de kleinste en strakste moleculaire klaverknoop, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-023-44302-y

Journaalinformatie: Natuurcommunicatie

© 2024 Science X Netwerk