Keemikud murdsid läbi aegade tihedaima sõlme tegemiseks maailmarekordi

Briti teadlased leiutasid maailma kõige tihedama sõlme.

FOTO: Kuvatõmmis

Mikroskoopiline ringikujuliselt kokku punutud kolmikheeliks võib muuta reaalsuseks seninägematud materjalid, vahendab The Guardian.

Tegemist on ühe teadusmaailma veidrama rekordiga. Loodud mikroskoopiline ringikujuline kolmikheeliks on maailma kõige tihkem teadaolev sõlm.

Loodud sõlme moodustav «nöör» koosneb süsinikust, lämmastikust ja vesinikust – kokku 129st ketiks kokku põimitud aatomist – ning ristub iseendaga kaheksa korda. Kokku on moodustise läbimõõduks vaid kaks miljondikku millimeetrist, mis on ligi 200 000 korda hem kui inimese juuksekarv.

Kuigi loodud struktuuril ei ole veel konkreetset rakendust, ei ole see siiski vaid näide nanotehnoloogia kasvavast võimekusest.

«Me kõik teame, millise revolutsiooni põhjustas kivi ajal sõlmede sidumise ja punumise tehnoloogia areng – sellest arenesid riided, tööriistad, kalavõrgud jne. Võib-olla tuleb ka sellistest sõlmedest ja molekulaarsetest niitidest kunagi sarnaseid uudsusi,» kommenteeris sõlme autor David Leigh oma saavutust The Guardianile.

Sõlme tihedus on defineeritud kui kõige lühem vahemaa teda moodustava köie, nööri või antud juhul aatomite keti üksteisega ristuvate lõikude vahel. Uus rekord on, et kahe ristekoha vahe on vaid 24 aatomit ja see teeb selle teadlaste sõnul vaieldamatult maailma tihedaimaks sõlmeks, millega murti iseendale kuulunud varasem rekord.

Endine rekordihoidja oli iseennast molekulaarsete sõlmede fanaatikuks tunnistava Leigh loodud 160 aatomist moodustunud viisnurkne sõlm. Enne seda kuulus rekord omakorda kolmnurksele.

«Matemaatikud on tegelikult välja arendanud miljardeid eri struktuuriga sõlmi,» vihjas Leigh ees seisvale laiale tööpõllule.

Pimesi sidumine

Sellise sõlme «sidumine» on mõistagi oluliselt keerulisem kui kingapaelade üksteise aastadest läbi vedamine. Tegemist on nii-nimetatud «isesiduva» sõlmega, mille valmistamine algab nelja süsinikust, lämmastikust ja hapnikust koosnevate molekulaarsete kettide lahuses. Lisades sinna raua ja kloriidi ioone, väänduvad need ketid üksteise ümber, moodustades nii sõlme põhikuju. Seejärel ühendatakse lahtised otsad, ioonid pestakse ära ja alles jääbki vaid puhas sõlm ise.

Silmale nähtamatu sõlme kujundamise töö käis peamiselt arvutis ja makrosuuruses traadist mudelite kokku põimimise teel. Kogu see aeg ei olnud teadlastel kordagi võimalust oma töö tulemuslikkust kontrollida. See saadi esmakordselt alles pärast protsessi lõppu ülitäpset sümmeetriat näitavate kristallograafiliste piltide pealt.

Kui nanosõlmede loomine võib tunduda kasutu tööna, siis ka meeskonna viimane, 2012. aastal loodud viisnurkne sõlm loodi ilma selgeid eesmärke silmas pidamata. Praeguseks aga avastatud, et sõlm on suurepärane katalüsaator, mille abil saab edukalt luua uusi keemilisi reaktsioone.

«Molekulide tasemel võivad sõlmed olla täpselt sama olulised, mitmekesised ja kasulikud kui nad on meie igapäevaelus,» kommenteeris Leigh. «Enne sõlmede sidumise võimekuse loomist ei saa me aga ette kujutadagi, millised omadused neil olla võiksid või kuidas neid kasutada.»

Vaata ka sõlme tutvustavat videot:

Populaarne

Tagasi üles