Spiralformar är mycket välbekanta i den naturliga världen och, på molekylär nivå, av DNA, själva ritningen av livet självt.

Forskare vid University of Bristol har nu funnit att kolkedjor också kan anta spiralformar, men, till skillnad från DNA, formen beror på hur många atomer det finns i kedjan, med kedjor med jämna antal kolatomer som antar spiralformade, fusilli-liknande former och kedjor med udda antal kolatomer som använder floppy, spagettiliknande former.

Skillnaden, säger forskargruppen, mellan ordning och kaos finns en enda kolatom. Deras studie publiceras idag i tidskriften Naturkemi .

Kolkedjor är som spaghetti - de är ganska floppiga och antar en uppsättning slumpmässiga och ständigt föränderliga former.

Bristol-teamet, från universitetets kemihögskola, visade att de genom klokt införande av metylsubstituenter längs kolkedjor kunde kontrollera sin form så att de antog väldefinierade linjära (penne) eller spiralformade (fusilli) konformationer.

De spiralformade konformationerna kan anta antingen höger- eller vänsterhänta spiraler och laget var intresserade av att veta vad som styrde vilken helix som bildades.

Huvud författare, Professor Varinder Aggarwal, sa:"Vi blev förvånade över att finna att längden på kolkedjan (antal kolatomer) styrde om den höger- eller vänsterhänta helixen bildades.

"Ännu mer överraskande var att kolkedjor med jämna antal atomer bildade väldefinierade spiralformade strukturer (fusilli) men udda numrerade kolkedjor var mycket diskretare och mer slumpmässiga i form (spaghetti).

"Förändringen i egenskaper hos en homolog serie av molekyler orsakad av en enda tillsats av en extra kolatom är extremt sällsynt - här resulterar det i skillnaden mellan ordning och kaos."

Denna typ av udda-jämn effekt har observerats i vissa bulkegenskaper, såsom i mattor av alkanetioler på en guldyta, men sådana beteenden i lösning är inte väl igenkända eller förstådda.

Genom beräkning och mätning av molekylära egenskaper, Professor Aggarwal och hans team har till fullo kunnat förstå ursprunget till denna udda-jämna effekt som kontrolleras av slutgrupperna.

När slutgrupperna båda främjar samma känsla av helicitet, en ordnad struktur erhålls, men när varje ände främjar en motsatt helix, kaotiska strukturer erhålls.

För framtida tekniska tillämpningar, dessa grundläggande fynd kommer att vägleda designen av molekyler med önskvärd konformation, och fysikaliska egenskaper.

Kolkedjor med ett jämnt antal atomer kommer att leda till molekyler med väldefinierade spiralformar för användning som icke-omkopplingsbara styva material eller som ställningar för presentation av molekylära igenkänningselement.

Helix är en grundläggande struktur i biologiska molekyler (DNA, proteiner) och det är spännande att föreställa sig analogierna till molekyler av det slag som beskrivs i studien.

Professor Aggarwal tillade:"Kolkedjor med ett udda antal atomer befanns anta floppigare och mer slumpmässig form.

"Vi studerar nu om formen på dessa kedjor faktiskt kan kontrolleras genom att manipulera grupperna i ändarna av kedjan. Detta kan göra det möjligt för oss att byta från en skruvkänsla till en annan för tillämpningar i responsiva material."