Naučnici su slučajno vezali najmanji i najčvršći čvor ikada, prestigavši prvo mesto u Ginisovoj knjizi svetskih rekorda.
Izvanredan mikroskopski splet sadrži samo 54 atoma koji se tri puta uvijaju u isprepletenu petlju koja se zove ‘trolisni’ čvor, bez labavih krajeva.
Ovaj oblik deteline sa tri lista je najjednostavniji od netrivijalnih čvorova i fundamentalan je za matematičku teoriju čvorova.
2020. godine, hemičari u Kini su trenirali lanac od 69 atoma da tri puta pređe preko sebe i formira trolist. Sada su istraživači sa Univerziteta Zapadni Ontario u Kanadi i Kineske akademije nauka udružili snage i oborili taj rekord.
Kako se odnos atoma prema ‘pozadinskim prelazima’ smanjuje, snaga molekularnog čvora postaje jača. Čvor stvoren 2020. ima koeficijent ukrštanja kičme (BCR) od 23.
Trenutni čvor ima BCR od 18.
Većina organskih molekularnih čvorova ima BCR između 27 i 33. Iako stručnjaci nisu sigurni koliko mali ili čvrsti mogu da nastave da prave jednolančane čvorove, kvantno hemijski proračuni sugerišu da je najstabilnija trolistna struktura duga oko 50 molekula, što znači da se približavamo teorijskoj granici.
Nedavni podvig približava stručnjake više nego ikada mikroskopskim čvorovima koji se prirodno formiraju u DNK, RNK i raznim proteinima u našim telima. Štaviše, razumevanje kako najnoviji oblici čvorova mogu pomoći naučnicima da grade bolju plastiku i polimere.
„Molekularni čvorovi, čija sinteza predstavlja mnoge izazove, mogu igrati važnu ulogu u strukturi i funkciji proteina, kao iu korisnim molekularnim materijalima, čija svojstva zavise od veličine čvoraste strukture“, objašnjava tim istraživača.
Kao i mnoga naučna otkrića, i ovo je bilo srećna nesreća. Hemičar Richard Puddephatt rekao je Aleksu Vilkinsu na Nev Scientist-u kako se dogodio slučajni događaj.
Puddephatt i njegove kolege su radili na stvaranju metalnih acetilida u laboratoriji, koji su alkini – vrsta ugljovodonika – sa vodonikom uklonjenim sa kraja. Ovaj krajnji proizvod je veoma koristan jer može pomoći naučnicima da sprovedu organske hemijske reakcije.
Kada je povezao zlatni acetilid sa drugom strukturom ugljenika zvanom difosfinski ligand, tim je neočekivano stvorio trolistni čvor umesto zlatnog lanca ili katenana.
Od 1989. godine, hemičari pokušavaju da vežu molekularne čvorove vodeći spiralne lance u željenu strukturu sa metalnim jonima.
U 2020. godini, na primer, hemičari su vezali najčvršći trolisni čvor u to vreme koristeći atome metala da „savijaju i upletu“ molekularni lanac. Kada se ovi atomi metala uklone na kraju procesa, čvor se ne može odvezati.
Najnoviji ‘metalni čvor’ zlata je drugačiji jer se sam sklapa.
„To je prilično komplikovan sistem i, iskreno, ne znamo kako se to dešava“, rekao je Puddephatt, koji radi na Univerzitetu Zapadnog Ontarija, za New Scientist.
On i njegove kolege se nadaju da će njihov čvor „pružiti snažnu motivaciju da se u budućnosti nastavi sa sličnim, ali nadamo se snažnijim strukturama samosastavljanjem“.
Studija je objavljena u časopisu Nature Communications.
