Исследователи из Манчестерского университета во главе с профессором Дэвидом Ли из Манчестерской школы химии разработали способ плетения нескольких молекулярных нитей, позволяющий создавать более плотные и более сложные узлы, чем это было возможно раньше.Узел прорыва имеет восемь пересечений в замкнутом контуре из 192 атомов, длина которого составляет около 20 нанометров (то есть 20 миллионных долей миллиметра).Возможность создавать различные типы молекулярных узлов означает, что ученые должны иметь возможность исследовать, как завязывание узлов влияет на прочность и эластичность материалов, что позволит им плести полимерные нити для создания новых типов материалов.Профессор Дэвид Ли сказал: «Процесс завязывания узлов похож на плетение, поэтому методы, разрабатываемые для завязывания узлов в молекулах, также должны быть применимы к плетению молекулярных нитей.
«Например, пуленепробиваемые жилеты и бронежилеты изготовлены из кевлара, пластика, который состоит из жестких молекулярных стержней, выровненных в параллельную структуру, однако переплетение полимерных нитей может создать гораздо более жесткие, легкие и гибкие материалы. так же, как плетение ниток в нашем повседневном мире.«Некоторые полимеры, такие как паучий шелк, могут быть вдвое прочнее стали, поэтому плетение полимерных нитей может привести к появлению новых поколений легких, сверхпрочных и гибких материалов для производства и строительства».
Профессор Дэвид Ли сказал, что он и его команда очень рады, что достигли этого научного рубежа.Он объяснил процесс, стоящий за их успехом: «Мы« связали »молекулярный узел, используя технику, называемую« самосборкой », при которой молекулярные нити сплетаются вокруг ионов металлов, образуя точки пересечения в нужных местах, как при вязании — и затем концы нитей были сплавлены вместе с помощью химического катализатора, чтобы замкнуть петлю и сформировать полный узел.«Молекулярный узел с восемью пересечениями — это самая сложная обычная тканая молекула, созданная учеными».
Результаты исследования будут опубликованы в журнале Science 13 января 2017 года в статье под названием «Плетение молекулярного узла с восемью пересечениями».