رکورد محکم‌ترین گره جهان شکسته شد

گره کوچک و محکمی که دانشمندان به طور اتفاقی ساختند از نوعی در هم تنیدگی میکروسکوپی تنها با ۵۴ اتم تشکیل شده است. این اتم‌ها سه بار به دور خود می‌پیچند و به حلقه‌ای که به آن گره «ترفویل» می‌گویند تبدیل می‌شوند، این گره هیچ راهی برای باز شدن ندارد. شاید از نظر شما این گره که شبیه نوعی «شبدر سه‌برگ»، گره‌ای بی اهمیت باشد، اما برای نظریه گره ریاضی یک دستاورد بنیادی است.

به گزارش خبرآنلاین، در سال ۲۰۲۰، شیمیدانان در چین زنجیره‌ای متشکل از ۶۹ اتم را ساختند که سه بار از روی خود عبور می‌کرد. اکنون، محققان دانشگاه وسترن انتاریو در کانادا و آکادمی علوم چین با یکدیگر متحد شده‌اند و این رکورد را شکسته‌اند.

با کاهش نسبت اتم‌ها، قدرت مولکولی قوی‌تر می‌شود و گره ایجاد شده در سال ۲۰۲۰ دارای نسبت BCR ۲۳ است، اما گره‌ای که به تازگی ساخته شده نسبت BCR ۱۸ را می‌گیرد. بیشتر گره‌های مولکولی آلی دارای BCR بین ۲۷ تا ۳۳ هستند. در حالی که متخصصان مطمئن نیستند که چقدر می‌توانند گره‌های تک رشته‌ای امثال این را بسازند، اما محاسبات شیمیایی کوانتومی نشان می‌دهد که پایدارترین ساختار سه لایه حدود ۵۰ مولکول طول دارد و این به این معنی است که آن‌ها در حال نزدیک شدن به حد تئوریک هستند.

شاهکار اخیر، کارشناسان را بیش از هر زمان دیگری به گره‌های میکروسکوپی که به طور طبیعی در DNA، RNA و پروتئین‌های مختلف در بدن‌ما تشکیل می‌شود، نزدیک می‌کند. درک چگونگی شکل‌گیری جدیدترین گره‌ها حتی می‌تواند به دانشمندان در ساخت پلاستیک‌ها و پلیمر‌های بهتر کمک کند. به گفته این تیم، گره‌های مولکولی که سنتز آن‌ها چالش‌های زیادی را به همراه دارد، می‌توانند نقش مهمی در ساختار و عملکرد پروتئین و مواد مولکولی مفید داشته باشند، چراکه خواص آن‌ها به اندازه ساختار گره آن‌ها بستگی دارد.

مانند بسیاری از پدیده‌های علمی این پدیده نیز اتفاقی رخ داده است. محققان در حالی که بر روی ایجاد استیلید‌های فلزی در آزمایشگاه کار می‌کردند، به این رویداد مهم دست پیدا کردندو این برای آن‌ها بسیار مفید است، زیرا می‌تواند به دانشمندان در انجام واکنش‌های شیمیایی آلی کمک کند.

هنگام اتصال استیلید طلا با ساختار کربن دیگری به نام لیگاند فسفین، این تیم به طور غیرمنتظره‌ای به جای یک زنجیره طلایی یا کاتنان، یک گره سه لایه ایجاد کردند. از سال ۱۹۸۹، شیمیدانان سعی داشتند با گره زدن یون‌های فلزی به ساختار مولکولی مورد نظر خود برسند. حتی در سال ۲۰۲۰، شیمیدان‌ها با استفاده از اتم‌های فلزی برای تا کردن و در هم تنیدگی رشته مولکولی، محکم‌ترین گره سه‌تایی آن زمان را بستند.

جدیدترین گره فلزی، اما از سایر گره‌ها متفاوت است، زیرا طلا خودش را متراکم می‌کند. این یک سیستم کاملاً پیچیده است دانشمندان صادقانه می‌گویند که دقیقا نمی‌دانند چگونه این اتفاق می‌افتد، با این حال، آن‌ها بر این باورند که این گره انگیزه‌ای قوی برای دنبال کردن ساختار‌های مشابه است.