En trio kemister vid den kinesiska vetenskapsakademins Dalian Institute of Chemical Physics, som arbetar med en kollega från University of Western Ontario, har knutit den minsta knuten någonsin, med bara 54 atomer. I deras studie, publicerad i tidskriften Nature Communications , Zhiwen Li, Jingjing Zhang, Gao Li och Richard Puddephatt knöt ihop av misstag när de försökte skapa metallacetylider i deras labb.
Forskarna försökte skapa typer av alkyner som kallas metallacetylider som ett sätt att utföra andra typer av organiska reaktioner. Mer specifikt försökte de koppla kolstrukturer till guldacetylider – vanligtvis resulterar sådant arbete i skapandet av enkla kedjor av guld som kallas caternames.
Men oväntat skapade resultatet av en reaktion en kedja som knöt sig till en trefoil-knut utan lösa ändar. Trefoil-knutar används för att göra kringlor och spelar en stor roll i knutteorin. Forskarna noterade att knuten hade en backbone crossing ratio (BCR) på 23. Knot BCRs är ett mått på knutens styrka. De flesta organiska knutar, konstaterar teamet, har en BCR någonstans mellan 27 och 33.
Knuten representerar ett rekord – dess treklöverform slår ett tidigare rekord som hölls av ett annat lag i Kina som skapade en 69-atoms knut tillbaka 2020. Den tidigare rekordhållaren skapades med avsikt av det laget med hjälp av tekniker som utvecklats för att fläta samman trådar till knutar. Den nya rekordhållaren satte sig själv, och teamet bakom förstår fortfarande inte hur det gick till. Det är ännu inte känt om det går att göra en knut mindre.
Att skapa sådana små knutar, påpekar forskargruppen, är inte bara ett intressant labbtrick – mikroskopiska knutar bildas i många naturliga miljöer, som i RNA och DNA och flera andra proteiner. Genom att skapa små knutar lär sig kemister mer om hur och varför de uppstår i naturen. Det kan också hjälpa till att upptäcka nya typer av polymerer och/eller plaster.
Mer information: Zhiwen Li et al, Självmontering av den minsta och tätaste molekylära trefoil-knuten, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-023-44302-y
Journalinformation: Nature Communications
© 2024 Science X Network
