کوچکترین و محکمترین گره جهان که تا به حال ایجاد شده، فقط ۵۴ اتم طول دارد
دانشمندان رکورد کوچکترین و محکمترین گره مولکولی را شکستند و مادهای شیمیایی ساختند که با فرمول [Au۶{۱، ۲-C۶H۴(OCH۲CC)۲}۳{Ph۲P(CH۲)۴PPh۲}۳] به صورت خودآرایی به یک گره تبدیل میشود. در این ماده شش اتم طلا خودنمایی میکند.
ویژگیهای یک مولکول، نه تنها به عناصری که از آنها تشکیل شده است، بلکه به شکلی که آنها به خود میگیرند بستگی دارد. مولکولهای پیچیده را میتوان به روشهای زیادی تا کرد.
پیشبینی و کنترل چنین چینخوردگی یکی از سختترین مشکلات علم در نظر گرفته میشود و یکی از مشکلاتی است که رایانهها تازه شروع به جابجایی انسانها کردهاند.
در این میان، «گره زدن» حتی رشتههای نازک بلند اتمها آسان نیست، زیرا رفتار آنها مانند تکههای طناب روی یک قایق بادبانی نیست. یافتن راههایی برای گره زدن مولکولها میتواند به توسعه ظرفیتهای فناوری کمک کند. از آنجایی که DNA، RNA و بسیاری از پروتئینها بدون دخالت انسان گره میخورند، اگر خودمان بتوانیم گره بزنیمِ میتوانیم رفتار آنها را بهتر شناسایی کنیم.
گرهها بر اساس تعداد تقاطعها دستهبندی میشوند. Au۶ سادهترین نوع گره غیر پیش پا افتاده را تشکیل میدهد که سه تقاطع دارد.
شیمیدانها نمیتوانند سفتی گرههای مولکولی را به معنای فیزیکی اندازهگیری کنند، بنابراین از تعداد اتمها در رشته گرهدار، تقسیم بر تعداد تقاطعها، به عنوان شاخص استفاده میکنند. هر چه تعداد اتمها در هر عبور کمتر باشد، گره محکمتر است.
Au۶ که توسط تیمی از جمله پروفسور ریچارد پودفات از دانشگاه وسترن انتاریو تولید شده ، تنها ۵۴ اتم در خود دارد. این در مقایسه با رکورد قبلی متشکل از ۶۹ اتم رکوردی است. البته مدلهای نظری نشان میدهد که ۵۰ اتم ممکن است حداقل برای یک گره باشد.
گرههای کوچک معمولاً با استفاده از یونهای فلزی برای کشیدن زنجیرههای مارپیچ به شکل هدفمند و سپس بیرون کشیدن فلزات برای ایجاد گره ایجاد میشوند که قدمی برای ساخت پلاستیکهای قویتر و سبکتر،است.
برای ساخت گره Au۶، دانشمندان دو مایع حاوی مولکولهای مختلف را با هم مخلوط میکردند تا ساختارهایی با زنجیرههای به هم پیوسته، اما گرهدار به نام کاتنان بسازند. با استفاده از کریستالوگرافی اشعه ایکس برای مطالعه این محصول، آنها دریافتند که برخی از کاتنها به صورت خودآرایی به صورت گرههای سه لایه گرد میآیند.
پودفات – یکی از اعضای تیم تحقیقاتی- میگوید: «ما ترکیبهای زیادی از استیلیدهای طلا و لیگاندهای فسفین ساخته بودیم و قبلاً هیچگاه گره سه تایی درست نکرده بودیم. ما پیشبینی نکرده بودیم که در این مورد چنین اتفاقی میافتد، بنابراین این یک بخت خوش بود.»
این مطالعه در Nature Communications منتشر شده.
مطالب مرتبط
