Forskare vid University of Liverpool har konstruerat molekylära "knutar" med dimensioner på cirka två nanometer - cirka 30, 000 gånger mindre än diametern på ett människohår.

De flesta molekyler hålls samman av kemiska bindningar mellan atomer - 'nano-knutar' är istället mekaniskt bundna av interpenetrerande slingor. Liverpool-forskare har lyckats skapa knutar i nanoskala i laboratoriet genom att blanda ihop två enkla utgångsmaterial - en en styv aromatisk förening och den andra en mer flexibel aminlinker.

Detta är ett ovanligt exempel på "självmontering", en process som underbygger biologin och tillåter komplexa strukturer att monteras från enklare byggstenar. Varje knut "knys" tre gånger:det vill säga minst tre kemiska bindningar måste brytas för att lösa upp knuten. En enda knut är en komplex sammansättning av 20 mindre molekyler.

Professor Andrew Cooper, Direktör för universitetets centrum för materialupptäckt, sa:"Jag blev förvånad när vi upptäckte dessa molekyler; vi satte oss faktiskt för att göra något enklare. En komplex struktur uppstår ur ganska grundläggande byggstenar.

"Det är som att skaka Scrabble-plattor i en påse och dra ut en färdig mening. Det är dessa överraskningar som gör vetenskaplig forskning så fascinerande."

Det experimentella arbetet leddes av Dr Tom Hasell, en postdoktor, som insåg att data i ett experiment för att skapa organiska nanocages var anomal. Särskilt, massan av molekylerna var dubbelt så hög som förväntat, ett resultat av den komplexa mekaniska sammankopplingen av två molekylära underenheter. Teamet fokuserar nu på den praktiska tillämpningen av dessa molekyler och liknande strukturer - t.ex. att bygga molekylära "maskiner" som kan fånga in skadliga gaser och föroreningar som koldioxid.

Forskningen, som publicerades i tidningen Naturkemi , ingår i ett bredare femårigt program med fokus på syntes av nya material för applikationer som energilagring och omvandling.