Wetenschappers van de Universiteit van Liverpool hebben moleculaire 'knopen' gemaakt met afmetingen van ongeveer twee nanometer - ongeveer 30, 000 keer kleiner dan de diameter van een mensenhaar.

De meeste moleculen worden bij elkaar gehouden door chemische bindingen tussen atomen - 'nanoknopen' worden in plaats daarvan mechanisch verbonden door elkaar doordringende lussen. Wetenschappers uit Liverpool zijn erin geslaagd om in het laboratorium knopen op nanoschaal te creëren door twee eenvoudige uitgangsmaterialen te mengen - de ene een stijve aromatische verbinding en de andere een flexibelere aminelinker.

Dit is een ongebruikelijk voorbeeld van 'zelfmontage', een proces dat ten grondslag ligt aan de biologie en waarmee complexe structuren kunnen worden samengesteld uit eenvoudigere bouwstenen. Elke knoop wordt drie keer 'gebonden':dat wil zeggen, er moeten ten minste drie chemische bindingen worden verbroken om de knoop los te maken. Een enkele knoop is een complex geheel van 20 kleinere moleculen.

Professor Andrew Cooper, Directeur van het University's Centre for Materials Discovery, zei:"Ik was verbaasd toen we deze moleculen ontdekten; we wilden eigenlijk iets eenvoudiger maken. Een complexe structuur ontstaat uit vrij basale bouwstenen.

"Het is alsof je Scrabble-tegels in een zak schudt en er een volledig gevormde zin uithaalt. Dat zijn de verrassingen die wetenschappelijk onderzoek zo boeiend maken."

Het experimentele werk werd geleid door Dr. Tom Hasell, een postdoctoraal onderzoeker, die erkenden dat de gegevens in een experiment om organische nanokooien te maken abnormaal waren. Vooral, de massa van de moleculen was twee keer zo hoog als verwacht, een resultaat van de complexe mechanische vergrendeling van twee moleculaire subeenheden. Het team richt zich nu op de praktische toepassing van deze moleculen en vergelijkbare structuren - bijvoorbeeld om moleculaire 'machines' te bouwen die schadelijke gassen en verontreinigende stoffen zoals koolstofdioxide kunnen opvangen.

Het onderzoek, die in het tijdschrift werd gepubliceerd Natuurchemie , maakt deel uit van een breder vijfjarig programma gericht op de synthese van nieuwe materialen voor toepassingen als energieopslag en -conversie.