دانشمندان اتمها را به هم گره زدند!
مجله علمی ایلیاد - تلاش برای گره زدن مولکولها به یکدیگر، همانطور که از اسمش پیداست، کاری بس دشوار است. همین اَمر، عطش دانشمندان برای ایجاد گرههای مولکولی کوچکتر را تقویت میکند. اما هدف آنها صرفاً ارضاء هیجانات خود برای ساخت کوچکترین گرهی مولکولیِ ممکن نیست.
دانشمندان معتقدند، ایجاد گرههای جدید میتواند، باعث کشف ارتباط میان ساختار مولکولهای مختلف و میزان استحکام و انعطافپذیری مواد شود. این کار، موجب ساخت رشتههای پلیمری به منظور تولید مواد مستحکمتر و منعطفتر میشود.
گروهی از محققان دانشگاه منچستر، موفق به شکستن رکورد ساخت کوچکترین گرهی مولکولی شدند. ساختار این گره شامل هشت «تقاطع میان حلقهای»، شامل ۱۹۲ اتم است و تقریباٌ دههزار مرتبه از ضخامت موی انسان نازکتر است. این کوچکترین ساختار فیزیکیای است، که تا به امروز ساخته شده است.
دیوید لی از سازندگان این ساختار مولکولی میگوید: «ایجاد اینجور گرهها شبیه به بافندگی است. در نتیجه، تکنیکهای نوین در زمینهی گرههای مولکولی در ایجاد و بافتن رشتههای مولکولی نیز کاربرد دارد.» او همچنین میگوید: «به عنوان مثال، جلیقههای ضدگلوله و پوششهای دفاعی از «کولار» ساخته و پرداخته میشوند. کولار، نوعی پلاستیک است، که در بافتِ خود، بافتهای میلهای سفت و سخت مولکولی دارد. با این وجود، امکان بافتن رشتههای پلیمری جدید که به مراتب محکمتر، سبکتر و منعطفتر باشند نیز وجود دارد.»
محققان با تکنیکی به اسم خود-مونتاژی، موفق به ایجاد این ساختار مولکولی شدند. در این تکنیک، رشتههای مولکولی به دور یونهای فلزی بافته میشوند. این امر باعث ایجاد هشت تقاطع و ایجاد گرهای جدید میشود. در انتها، برای بستن گرهها، از یک کاتالیزور شیمیایی برای جوش زدن رشتهها به یکدیگر استفاده میشود.
لی، در مصاحبه با مجلهی New Scientist میگوید: «رشتههایی که ما به یکدیگر گره زدیم به قدری کوچکاند، که شما قادر نیستید تا آنها را در دست بگیرید و مانند بندکفش در هم گره بزنید. برخلاف بندکفش، که شما یکییکی گرهها را میبندید، ما در تکنیک خود-مونتاژی، میلیاردها گره را همزمان به یکدیگر میبافیم. در انتها، محصول نهایی شامل اتمهای کلر، هیدروژن و نیتروژن است و ساختار داخلی این محصول با استفاده از بلورشناسی اشعهی ایکس مورد تایید واقع شد.»
نوشته: آوانیش پاندی
ترجمه: مجله علمی ایلیاد