Самый маленький и самый тугой узел в мире недавно смогли случайно создать ученые из Канады и Китая. Они собрали его всего из 54 атомов, получив молекулу золота и обогнав первую строчку в Книге рекордов Гиннеса.
Смотрите также Вода в бутылках содержит в 100 раз больше микропластика, чем ожидалось.
Детали эксперимента
Молекулярные узлы не завязываются в привычном смысле слова. Химики создают структуру, по которой потом синтезируют молекулу — если удается, то атомы сами собираются в нужной последовательности и с определенными типами соединений. Самый простой узел - в форме трехлистного клевера, у него всего три сечения без свободных концов.
До этого эксперимента самый маленький металлический узел-трехлистник, образовавшийся в результате самосборки, состоял из 69 атомов. При этом пока непонятно, насколько маленьким вообще может быть такой узел — считается, что для этого нужно по меньшей мере 50 атомов.
Как и многие другие научные прорывы, это открытие стало счастливой случайностью. Химик Ричард Паддефатт рассказал о том, как произошло это неожиданное событие. Он с коллегами работал в лаборатории над совсем другой задачей.
Команде удалось синтезировать трилистник с 54 атомами в основной цепи вместо золотой цепи (катенана). Узел получили путем самосборки звеньев ацетилида золота и дифосфинового лиганда. Фактически, в узле всего шесть атомов золота, остальные — вспомогательные вещества, обеспечивающие саму возможность "завязывания".
Характеристика с помощью дифракции рентгеновских лучей монокристалла дает убедительные доказательства того, что Au6 представляет собой одновременно самый маленький и самый тугой молекулярный узел, известный сегодня,
– говорят авторы о результатах работы.
На этой схеме показан процесс сборки узла и конечный результат / Фото Чживень Ли
При этом ученые отмечают, что полученная молекула менее стабильна, чем обычная с двумя атомами золота Au2. В частности из-за этой нестабильности получить узел было очень сложно: фактически, успешная попытка была делом случая.
Понимание того, как образуются новые узлы, может помочь ученым создавать лучшие пластмассы и полимеры, а также лучше разобраться в нашей собственной биологии.