Vědci vyrobili nejtěsnější uzel. Má jen 192 atomů, ale velký význam pro výzkum

Vědci z University of Manchester vyrobili nejpevněji utaženou strukturu, jakou se člověku kdy podařilo zkonstruovat. Mohlo by to pomoci vytvořit úplně novou generaci materiálů s nečekanými vlastnostmi.

Nejmenší uzel
Zdroj: University of Manchester

Chemici pod vedením profesora Davida Leigha vyvinuli metodu, jak splést dohromady více řetězců molekul, což umožní vytvořit pevnější, těsnější a kompaktnější uzly, než doposud věda pokládala za možné.

Přelomový uzlík má osm přechodů uzlů na uzavřené smyčce složené ze 192 atomů – celkem má tento objekt velikost 20 nanometrů, neboli 20 miliontin milimetru.

Tím, že jsou vědci schopní vytvářet různé druhy a podoby takových molekulárních uzlů znamená, že mohou testovat, jak to ovlivňuje sílu a pružnost materiálů. V důsledku to povede k tomu, že budou umět „tkát“ polymerová vlákna tak, aby vznikaly zcela nové druhy materiálů.

Profesor Leigh uvedl: „Vázání uzlů je velmi podobný proces jako tkaní, takže tato technika vyvinutá k vázání uzlů se bude dát použít také při tkaní molekulárních látek.“ Jako příklad z reálného života, kde by se výsledky této práce mohly velmi rychle projevit, uvedl neprůstřelné vesty. „Jsou vyrobené z kevlaru, plastu, který se skládá z pevných molekulárních trubiček, jež jsou uspořádané do paralelních struktur. Ale když by se polymerová vlákna utkala nebo správně zauzlovala, mohli bychom získat materiál mnohem pevnější a současně lehčí – stejným způsobem, jako se tkají normální látky.“

Struktura plná síly 

Některé polymery, například vlákna pavučiny, mohou být dvakrát tak silné jako ocel – když dokážeme podobným způsobem přírodu napodobit a vyrábět vlastní materiály, mohli bychom získat zcela novou generaci materiálů vhodných pro široké spektrum činností.

Nejmenší uzel
Zdroj: University of Manchester

Vědci z Manchesteru svázali molekuly pomocí metody, kterou nazvali samomontáž. Vlákna molekul se v ní váží kolem kovových iontů, díky čemuž pak vznikají přechody na správných místech – stejně jako u normálního tkaní. Konce vláken pak spojili chemickým katalyzátorem, čímž se smyčka uzavřela a vznikl kompletní uzel.

Celá studie o tomto přelomovém objevu vyšla v lednovém čísle časopisu Science