Ученые связали самый крепий узел из молекул [ Редагувати ]
Ученые сумели сплести в плотный кельтский узел размером всего 20 нм из отдельных молекул. Это самый сложный из "молекулярных узлов", которые когда-либо удавалось получить в лаборатории.
Математические расчеты показывают, что в природе может существовать порядка 6 млрд узлов, неважно, из каких нитей их связывать - из растительных волокон хлопка, из искусственной вискозы или даже из отдельных молекул.
Такие "молекулярные узлы" должны стать важной частью наномашин и наноустройств будущего. Однако манипуляция отдельными молекулами настолько сложна, что до недавнего времени ученым удалось получить из них лишь несколько не самых сложных узлов.
"Молекулярный трилистник" - узел с тремя перекрещиваниями - связал в 1989 г. Жан-Пьер Саваж, который за эту и другие работы в области молекулярных машин получил в прошлом году Нобелевскую премию по химии.
Более сложный узел появился лишь четверть века спустя, в 2011 году, когда команде британца Дэвида Ли удалось сплести "молекулярный пятилистник".
Впоследствии Ли продемонстрировал еще несколько несложных узлов на основе двух молекулярных нитей.
В своей новой работе Дэвид Ли и его коллеги из Манчестерского университета описывают создание самого сложного на сегодняшний день "молекулярного узла" – кельтского, который соединяет сразу три нити и содержит целых восемь их перекрещиваний.
Для этого азотсодержащие хлорорганические молекулы погружались в раствор металлических солей, который стимулировал их самосборку в сложную структуру, содержащую в общей сложности 192 атома.
Возможность получать "молекулярные узлы" такой высокой сложности открывает совершенно головокружительные перспективы в получении новых материалов с невероятными свойствами. Например, такая сверхплотная "вязь" полимерных нитей может помочь в создании пуленепробиваемых тканей и бронежилетов намного более легких и гибких, чем кевларовые.
Дэвид Ли приводит и пример паучий шелк, невероятно легкий и прочный, свойства которого обеспечиваются не только входящими в его состав полимерами, но и тем, как они связаны между собой.