Forskare har hittat ett nytt sätt att sammanfoga grupper av atomer till formförändrande molekyler – vilket öppnar möjligheten för ett nytt område inom kemi och utvecklingen av otaliga nya läkemedel, mikroelektronik och material med nya egenskaper.

Upptäckter av nya sätt att göra isomerer - molekyler gjorda av samma atomer kopplade ihop på olika sätt - rapporterades senast 1961 och dessförinnan 1914.

Upptäckten av en annan form av isomerism innebär att ett helt nytt utbud av material kan förberedas, antingen med samma funktioner som den befintliga, eller med fastigheter som för närvarande är utom räckhåll.

Förutom nya typer av droger, andra potentiella verkliga tillämpningar inkluderar nya material som kan manipuleras för att "slå på eller av", polymerer med speciella prestandaegenskaper och möjligen nya lagringsenheter för molekylär information.

Resultaten publiceras idag i Naturkemi .

Uppsatsen leddes av University of Sydney Ph.D. kandidat Peter Canfield, i nära samarbete med sina handledare professor Maxwell Crossley, en syntetisk organisk kemist vid University of Sydney, och professor Jeffrey Reimers, en teoretisk kemist från The University of Technology Sydney (UTS) och Shanghai University.

Mr Canfield, som håller på att doktorera. i Sydney's School of Chemistry, sa att han var entusiastisk över möjligheterna till vad som kan uppnås som härrör från resultaten och teamet fortsatte med kommersiella tillämpningar.

"Proof-of-princip och prototypdemonstration kan vara så tidigt som 30 månader eller mindre, " sa Mr Canfield.

Professor Crossley sa:"När du har en ny upptäckt som denna, Det kommer att finnas viktiga ansökningar, men exakt hur och när är inte alltid förutsett vid den tidpunkten."

Professor Reimers sa:"Vårt teams framsteg ligger på samma nivå av förståelse som Louis Pasteurs upptäckt av kiralitet - ett centralt inslag i de flesta moderna molekylära vetenskaper."

Professor Reimers sa att geometrins matematik beskriver de grundläggande sätten på vilka atomer kan kombineras och därmed alla möjliga typer av isomerer.

"När vi tittade på det här, vi märkte en grundläggande form som aldrig hade gjorts förut, " han sa.

Teamet använde porfyrinställningar i nanoskala som utvecklats av professor Crossley för att "värda" bor "gäst" molekyler, vilket resulterar i isolerbara föreningar - molekyler stabila i en flaska vid rumstemperatur.

Professor Crossley förklarar:"Porfyriner används mycket av naturen och av designers för att ta tag i och transportera molekyler och energi - vi visar nya sätt att binda gäster för att få detta att hända."

Toppmodern spektroskopi och beräkningsmodellering vid National Computational Infrastructure i samarbete med forskare vid Australian National University gav teamet en bekräftelse på att det de hade syntetiserat var nytt.

Professor Reimers avslutar:"Nu när det är känt att isolerbara isomerer kan göras på detta sätt, möjligheterna för vad kemister kan göra är oändliga."