Twee chemici van The Scripps Research Institute hebben een nieuw wetenschappelijk hulpmiddel op nanoschaal gesynthetiseerd:een kleine moleculaire schakelaar die zichzelf in- of uitschakelt wanneer hij metaalionen in zijn directe omgeving detecteert.

Uitgelicht op de cover van de 19 april, 2010 uitgave van de internationale editie van het tijdschrift Angewandte Chemie , dit molecuul kan nuttig zijn als laboratoriuminstrument voor het beheersen van kleine reacties in de reageerbuis, en het heeft het potentieel om te worden ontwikkeld als basis van een nieuwe technologie die metalen gevoelig kan detecteren, toxines, en andere verontreinigende stoffen in de lucht, water, of grond.

Het molecuul heet "ouroborand" naar de mythische Ouroboros ("staarteter" in het Grieks) - een hagedisachtig wezen dat zichzelf kop aan staart inslikt. In de mythologie, de cyclische Ouroboros wordt altijd afgebeeld met de staart in de mond en dit wordt meestal opgevat als een symbool van de eeuwigheid. In het Scripps Research-laboratorium waar het werd uitgevonden, het ouroborand-molecuul slikt of hoest zijn staart uit - als een schakelaar die aan of uit gaat als hij metalen waarneemt.

Deze omschakeling is mogelijk omdat het molecuul aan het ene uiteinde een komvormige kop en aan het andere uiteinde een staart heeft. De staart kan rondkrullen en de beker dichtstoppen - net zoals de hagedis zijn eigen staart inslikt.

"Als er geen metalen aanwezig zijn, de staart van het molecuul wordt vastgehouden in de holte aan het andere uiteinde, " zegt Julius Rebek, doctoraat, die de directeur is van het Skaggs Institute for Chemical Biology bij Scripps Research.

In aanwezigheid van zink of andere metaalionen, het deel van het molecuul dat de kop en de staart verbindt, krult om de metaalionen en trekt de kop en de staart uit elkaar, het molecuul openspringen, zegt Rebek. Verwijder het metaal, en de staart zal weer bewegen om het andere uiteinde van het molecuul af te sluiten.

Toen Rebek en zijn postdoctorale collega Fabien Durola het molecuul synthetiseerden en besloten het ouroborand te noemen, lang geleden keerden ze terug naar de dromen van scheikundigen en alchemisten. In de Middeleeuwen en tijdens de Renaissance, de mythische Ouroboros was een symbool dat in de alchemie werd gebruikt, de oude praktijk die een voorloper was van de moderne scheikunde.

De geest van dit symbool werd later ook kort in de moderne scheikunde overgedragen. Meer dan een eeuw geleden, de beroemde Duitse chemicus August Kekule droomde over een slang met zijn staart in zijn mond, en dit inspireerde hem om de juiste voor te stellen, cirkelvormige structuur van de samengestelde benzeen, een veelgebruikt industrieel oplosmiddel.