En ny generation av tändare, starkare plast kan produceras med hjälp av en invecklad kemisk process som utvecklats av forskare.
Kemister som arbetar på nanoskala – 80, 000 gånger mindre än en hårsmån – har lyckats knyta molekyler till komplexa knutar som kan ge material exceptionell mångsidighet.
Genom att väva trådar av atomer i form av fempunktsstjärnor, forskare vid University of Edinburgh har skapat byggstenarna av material som kan vara extremt flexibla och stötdämpande.
De hoppas att de nya molekylerna – kända som pentafoil-knutar – kommer att efterlikna egenskaperna hos komplexa knutar som finns i proteiner och DNA, som hjälper till att göra vissa ämnen elastiska.
I naturgummi, till exempel, 85 procent av dess elasticitet orsakas av knutliknande trassel i molekylkedjan.
Att skapa knutna strukturer i laboratoriet bör göra det lättare för forskare att observera och förstå exakt hur invecklingar påverkar ett materials egenskaper.
Och att kunna producera material med ett specifikt antal väldefinierade knutar, snarare än den slumpmässiga blandningen som förekommer i dagens plast och polymerer, forskare kan utöva större kontroll när de designar material.
Forskningen, finansierat av Ingenjörs- och fysikaliska forskningsrådet, redovisas i Naturkemi tidning.
Edinburgh -laget, arbetar med forskare från Jyväskylä universitet i Finland, är den första att skapa en knut med fem korsningspunkter.
Pentafolien, även känd som en Salomos sigillknut, har symbolisk betydelse i många kulturer och är det centrala emblemet på Marockos och Etiopiens flaggor.
Att medvetet knyta molekyler till knop så att dess egenskaper kan studeras är extremt svårt. Tills nu, bara den enklaste typen av knut – trefoilen, med tre övergångspunkter - har skapats av forskare.
Anmärkningsvärt, tråden av atomer som Edinburgh-laget har knutit till en femstjärnig knut är bara 160 atomer i längd och mäter en 16-miljonedel av en millimeter.
Genom att använda en teknik som kallas självmontering, forskarna producerade en kemisk reaktion där atomer var kemiskt programmerade att spontant linda sig in i den önskade knuten.
Huvudforskare David Leigh, Forbes professor i organisk kemi vid University of Edinburgh, sa:"Det är väldigt tidigt att säga säkert, men den typ av mekanisk tvärbindning vi just har genomfört kan leda till mycket lätta men starka material - något som liknar en molekylär kedjepost.
"Det kan också producera material med exceptionella elastiska eller stötdämpande egenskaper eftersom molekylära knutar och förvecklingar är intimt förknippade med dessa egenskaper. Genom att bättre förstå hur dessa strukturer fungerar - och att kunna skapa dem på beställning - borde vi kunna designa material som utnyttjar dessa arkitekturer med större effekt."
