ایجاد تصادفی کوچکترین و محکم ترین گره دنیا

ایجاد تصادفی کوچکترین و محکم ترین گره دنیا

به گزارش تجهیزات جانبی، شیمی دان ها اخیرا به شکل تصادفی کوچکترین و محکم ترین گره دنیا را بوجود آورده اند که فقط از ۵۴ اتم ساخته شده است.


به گزارش تجهیزات جانبی به نقل از ایسنا، دانشمندان دانشگاه وسترن انتاریو و آکادمی علوم چین به صورت تصادفی کوچک ترین و محکم ترین گره را بوجود آورده اند که می تواند در کتاب رکوردهای جهانی گینس ثبت گردد.
این درهم تنیدگی میکروسکوپی قابل توجه شامل تنها ۵۴ اتم است که سه بار به دور خود پیچیده و به حلقه ای در هم پیچیده تبدیل گشته که به آن «گره سه پره» می گویند.
این شکل که شبیه به گیاه شبدر سه برگی است، ساده ترین گره است و برای نظریه گره های ریاضی بنیادی است.
شیمیدانان چینی در سال ۲۰۲۰ زنجیره ای متشکل از ۶۹ اتم را طوری قرار دادند تا سه بار از روی خود عبور کنند و گره سه پره را تشکیل دهند. حالا پژوهشگران دانشگاه وسترن انتاریو در کانادا و آکادمی علوم چین با یکدیگر متحد شده اند و این رکورد را با تشکیل یک گره سه پره ۵۴ اتمی شکسته اند.
قابل ذکر است که با کاهش نسبت اتم ها نسبت به شاخص «تلاقی برگشتی»(back crossings)، قدرت گره مولکولی قوی تر می شود. گره بوجود آمده در سال ۲۰۲۰ دارای نسبت تلاقی برگشتی(BCR) ۲۳ بود، در حالیکه نسبت تلاقی برگشتی گره فعلی ۱۸ است. اغلب گره های مولکولی آلی دارای BCR بین ۲۷ تا ۳۳ هستند.
در حالیکه پژوهشگران مطمئن نیستند که چقدر می توانند به ساخت این گره های تک رشته ای کوچک و محکم ادامه دهند، محاسبات شیمیایی کوانتومی نشان داده است که پایدارترین ساختار سه پره حدود ۵۰ مولکول طول دارد. به این مفهوم است که ما درحال نزدیک تر شدن به حد نظری این زمینه هستیم.
این شاهکار جدید، پژوهشگران را بیشتر از هر زمان دیگری به گره های میکروسکوپی که به صورت طبیعی در دی ان ای، آران ای و پروتئین های مختلف در بدن ما تشکیل می شوند، نزدیک می کند. علاوه بر این، درک چگونگی شکل گیری جدید ترین گره ها می تواند به دانشمندان در ساخت پلاستیک ها و پلیمرهای بهتر کمک نماید.
پژوهشگران می گویند: گره های مولکولی که ایجاد آنها چالش های زیادی را به همراه دارد، می توانند نقش مهمی در ساختار و عملکرد پروتئین و همینطور در مواد مولکولی مفید داشته باشند که خواص آنها به اندازه ساختار آنها بستگی دارد.
مانند خیلی از پیشرفت های علمی، این یکی هم یک تصادف مبارک است. ریچارد پودفات شیمیدان این رویداد اتفاقی را شرح داده است.
پودفات و همکارانش در دانشگاه وسترن انتاریو روی ایجاد استیلیدهای فلزی در لابراتوار کار می کردند که آلکین ها(نوعی هیدروکربن با هیدروژن حذف شده از انتهای آن) بودند. این محصول نهایی بسیار مفید می باشد، چونکه می تواند به دانشمندان در انجام واکنش های شیمیایی آلی کمک نماید.
پژوهشگران هنگام اتصال استیلید طلا با ساختار کربن دیگری به نام لیگاند دی فسفین، به صورت غیرمنتظره ای به جای یک زنجیره طلا یا کاتنان(catenane)، یک گره سه پره ایجاد کردند.
شیمیدانان از سال ۱۹۸۹ تابحال تلاش در ایجاد گره های مولکولی با هدایت زنجیره های مارپیچ به ساختار مورد نظر با یون های فلزی داشتند.
برای مثال در سال ۲۰۲۰، شیمیدان ها با استفاده از اتم های فلزی برای «تا کردن و درهم تنیدگی» رشته مولکولی، محکم ترین گره سه پره آن زمان را ایجاد کردند. هنگامی که این اتم های فلزی در انتها فرایند حذف می شوند، گره نمی تواند باز شود.
این جدید ترین گره فلزی از طلا متفاوت می باشد، چونکه خویش را جمع می کند.
پودفات که در دانشگاه وسترن انتاریو کار می کند، می گوید: این یک سیستم کاملا پیچیده است و صادقانه بگویم، ما نمی دانیم چگونه اتفاق می افتد.
او و همکارانش امیدوارند که گره آنها انگیزه ای قوی برای دنبال کردن ساختارهای مشابه و قوی تر در آینده ایجاد نماید.
این مطالعه در مجله Nature Communications انتشار یافته است.



1402/11/05
13:44:59
5.0 / 5
192
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۱ بعلاوه ۳
لینک دوستان تجهیزات جانبی
تجهیزات جانبی
93z.ir - مالکیت معنوی سایت تجهیزات جانبی متعلق به مالکین آن می باشد - 1397 تا 1402