Naučnici su slučajno zavezali najmanji i najčvršći čvor ikada, čime su prestigli prvo mjesto u Guinnessovoj knjizi svjetskih rekorda.
Nevjerovatno mikroskopsko klupko sadrži samo 54 atoma koji se oko tri puta uvijaju u isprepletenu petlju koja se naziva "trolist" čvor, bez labavih krajeva, piše Science Alert.
Ovaj oblik 'djeteline s tri lista' najjednostavniji je od netrivijalnih čvorova i temelj je matematičke teorije čvorova.
Godine 2020. hemičari u Kini uvježbali su lanac od 69 atoma da pređe preko sebe tri puta i formira trolist. Sada su istraživači sa Univerziteta Western Ontario u Kanadi i Kineske akademije nauka udružili snage i potukli taj rekord.
Kako se omjer atoma prema 'povratnim križanjima' smanjuje, snaga molekularnog čvora postaje sve jača. Čvor stvoren 2020. ima omjer križanja okosnice (BCR) od 23.
Trenutačni čvor ima BCR 18.
Većina organskih molekularnih čvorova ima BCR između 27 i 33. Iako stručnjaci nisu sigurni koliko mali ili čvrsti mogu nastaviti stvarati jednolančane čvorove, kvantno hemijski izračuni sugeriraju da je najstabilnija trolisna struktura dugačka oko 50 molekula, što znači da smo sve bliže teoretskoj granici.
Nedavni podvig dovodi stručnjake bliže nego ikad mikroskopskim čvorovima koji se prirodno stvaraju u DNK, RNK i raznim proteinima u našim tijelima. Štoviše, razumijevanje kako bi najnoviji oblici čvorova mogli pomoći naučnicima u izradi bolje plastike i polimera.
"Molekularni čvorovi, čija sinteza predstavlja mnoge izazove, mogu igrati važne uloge u strukturi i funkciji proteina, kao i u korisnim molekularnim materijalima, čija svojstva ovise o veličini strukture čvorova", objašnjava tim istraživača.
Kao i mnoga naučna otkrića, ovo je bio sretan slučaj. Kemičar Richard Puddephatt ispričao je Alexu Wilkinsu za New Scientist kako se dogodio slučajni događaj.
Puddephatt i njegovi kolege radili su na stvaranju metalnih acetilida u laboratoriju, koji su alkini – vrsta ugljikovodika – s vodikom uklonjenim s kraja. Ovaj krajnji proizvod vrlo je koristan jer može pomoći naučnicima u provođenju organskih hemijskih reakcija.
Pri povezivanju zlatnog acetilida s drugom ugljikovom strukturom koja se naziva difosfinski ligand, tim je neočekivano stvorio trolisni čvor umjesto zlatnog lanca ili katenana.
Od 1989. kemičari pokušavaju vezati molekularne čvorove vođenjem spiralnih lanaca u željenu strukturu s metalnim ionima.
Na primjer, 2020. godine kemičari su zavezali najčvršći trolistni čvor tog vremena korištenjem metalnih atoma za "presavijanje i isprepletanje" molekularne niti. Kada se ti metalni atomi uklone na kraju procesa, čvor se ne može razvezati.
Najnoviji 'metallaknot' od zlata drugačiji je jer se sam sastavlja.
"To je prilično kompliciran sistem i, iskreno, ne znamo kako se to događa", rekao je Puddephatt, koji radi na Univerzitetu Zapadnog Ontarija, za New Scientist.
On i njegovi kolege nadaju se da će njihov čvor "pružiti snažnu motivaciju za traženje sličnih, ali nadamo se robusnijih struktura samosastavljanjem" u budućnosti.
Studija je objavljena u časopisu Nature Communications.
