Forskare har utvecklat ett sätt att fläta tre molekylära strängar som gör det möjligt att göra tätare och mer komplexa knutar än vad som tidigare har varit möjligt.

Pappret, publicerad i Naturkemi rapporterar syntesen av en ny typ av molekylär knut, kallas en ändlös knut (eller 7-4 knop). Den här typen av knutar kan inte tillverkas av spiraler - helt enkelt vridning av trådar och sammanfogning av ändarna - en teknik som används för att göra komplexa molekylknutar tidigare.

Ett lag, från University of Manchester, använde ett 3x3 sammanvävt molekylärt rutnät som en mellanliggande och nyckelstruktur-de löste denna nyckelstruktur med hjälp av enkristallröntgendiffraktionstekniker på Diamants I19-strållinje. Det starka synkrotronljuset på I19 var grundläggande för upptäckten eftersom det utan det inte skulle finnas bevis för att knutsträngarna var vävda på rätt sätt.

Professor David Leigh, från University of Manchester, sade:"Vävning av molekylära strängar är användbart inte bara för att göra ikoniska strukturer som den oändliga knuten, men också för att kunna väva polymerkedjor för att tillverka nya material. Utan röntgenstrukturen från Diamond, som avslöjade den sammanvävda nätarkitekturen, vi skulle inte veta hur trådarna passar ihop eller varför de väver. Med den strukturen har vi verkliga experimentella insikter som gör det möjligt för oss, och andra, att designa andra vävda knutar, polymerer och material. "

Dr David Allan, huvudstrålare vid I19, sa:

"De enkristalliga röntgendiffraktionsteknikerna som används på beamline I19 ger ett oöverträffat sätt att uppskatta naturvärldens skönhet på atomnivå och erbjuder ett sätt att riva upp, ofta utsökt, molekylär struktur. Leigh-gruppen har använt en molekylärteknisk metod för att väva intrikat snörda knutliknande molekyler och, en gång uppmuntras att montera till kristaller, de har använt I19 för att bestämma hur atomerna i knutarna placeras och länkas samman med stor precision. Detta ger en inblick i atombindningskrafterna som är involverade i sammansättningen av dessa komplexa molekyler samt erbjuder ledtrådar för en mer skräddarsydd strategi för syntesen av molekylär form och form. "

Den ändlösa knuten är ett grundläggande motiv för keltisk knytning, den minsta kinesiska knuten, och är en av de åtta lyckosamma symbolerna (Ashtamangala) som är gemensamma för många österländska religioner och filosofier, där det representerar föreningen av visdom och metod. Den praktiska betydelsen av dess beredning i molekylär form inkluderar lärdomarna från dess syntes, som öppnar vägen för bottom-up-montering av vävda polymerkedjor och andra knutna och intrasslade molekyler och material.