Недавно разработанные молекулы могут спонтанно делать моментальный снимок вместе для формирования трех взаимосвязанных колец. Молекулярный узел – химическое воплощение символа от норвежской мифологии, раннего христианства и итальянской геральдики 15-го века – может сигнализировать путь к новым нанотехнологиям.
В течение многих десятилетий практики «топологической химии» искали способы переплести молекулы в еще более тщательно продуманных образцах. В частности исследователи стремились синтезировать молекулярную версию колец Borromean – три кольца, связанные друг с другом таким способом, которым сокращением любой позволяет другим двум разваливаться. Все же тот узел, украшающий гребень семьи Borromeo Ренессанса Тоскана, оказался трудным связать.
В 1997 исследователи преуспели в том, чтобы вылепить версию от специально закодированной ДНК, но даже тогда искривленную молекулу, на которую походят больше преданное круглая резинка, чем три отличных кольца.Более эстетически приятные кольца Borromean могут появиться спонтанно из беспорядка тщательно спроектированных частей, нанохимиков Келли Чичек и Дж.
Фрейзера Стоддарта из Калифорнийского университета, Лос-Анджелес, и коллеги сообщают в выпуске 28 мая Науки. Исследователи сначала изобразили схематически гипотетическую молекулу с правильной структурой.
Чтобы выяснить, как синтезировать его, они работали назад, с помощью компьютера для ломки виртуальной молекулы в части. Каждое кольцо было сделано из четырех частей. Цинковые ионы связали кольца в желаемой конфигурации. Кроме того, части были разработаны так, чтобы единственная термодинамически стабильная договоренность была кольцом Borromean.
Бригада тогда синтезировала части от реальных молекул, смешала их в растворе и генерировала копию после копии молекулярных колец Borromean. «Это – абсолютно великолепная обрабатываемая деталь», говорит Жан-Пьер Соваж, химик в университете Луи Пастер в Страсбурге, Франция." Это будет стоять как шедевр молекулярной науки». Джей Сигель, стереохимик в Цюрихском университете в Швейцарии, говорит, что результаты демонстрируют вид контроля, который может когда-нибудь позволить нанотехнологам проектировать молекулярные наночастицы и даже молекулярные машины: «Это – точно вид технологии, в которой Вы нуждаетесь».
Chichak и научная работа коллегДомашняя страница группы StoddartНамного больше о кольцах Borromean