化學(xué)家們剛剛打了一個(gè)有史以來(lái)最緊的結(jié)，它只由54個(gè)原子組成

科學(xué)家們意外地打了有史以來(lái)最小、最緊的結(jié)，超越了吉尼斯世界紀(jì)錄的頭把交椅。

這個(gè)非凡的微觀(guān)糾結(jié)只包含 54 個(gè)原子，它們旋轉(zhuǎn)三次形成一個(gè)稱(chēng)為“三葉草”打結(jié)，沒(méi)有松散的末端。

這種“三葉草”形狀是最簡(jiǎn)單的結(jié)，它是數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)紐結(jié)理論.

2020年，中國(guó)化學(xué)家訓(xùn)練一個(gè)由 69 個(gè)原子組成的鏈，在自身交叉三次形成三葉草。現(xiàn)在，加拿大西安大略大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院的研究人員聯(lián)手打破了這一記錄。

隨著原子與“反向交叉”的比例減小，分子結(jié)的強(qiáng)度會(huì)變得更強(qiáng)。2020年創(chuàng)造的結(jié)有一個(gè)骨干交叉比 （BCR）的 23.

當(dāng)前結(jié)的 BCR 得分為 18。

大多數(shù)有機(jī)分子結(jié)的 BCR 在 27 到 33 之間。雖然專(zhuān)家們不確定他們能繼續(xù)打多小或多緊的單鏈結(jié)，但量子化學(xué)計(jì)算建議最穩(wěn)定的三葉草結(jié)構(gòu)大約有50個(gè)分子長(zhǎng)，這意味著我們正在逐漸接近理論極限。

最近的壯舉使專(zhuān)家們比以往任何時(shí)候都更接近我們體內(nèi)DNA、RNA和各種蛋白質(zhì)中自然形成的微觀(guān)結(jié)。更重要的是，了解最新的結(jié)形式如何幫助科學(xué)家制造更好的塑料和聚合物。

“分子結(jié)的合成帶來(lái)了許多挑戰(zhàn)，可以在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能以及有用的分子材料中發(fā)揮重要作用，其性質(zhì)取決于結(jié)狀結(jié)構(gòu)的大小，”解釋研究團(tuán)隊(duì)。

像許多科學(xué)突破一樣，這是一個(gè)幸福的意外?；瘜W(xué)家理查德·普德法特告訴亞歷克斯·威爾金斯新科學(xué)家這個(gè)偶然的事件是如何發(fā)生的。

Pudephatt和他的同事們正在努力創(chuàng)造金屬乙炔類(lèi)在實(shí)驗(yàn)室里，它們是炔烴– 一種碳?xì)浠衔?– 從末端除去氫氣。這種最終產(chǎn)品非常有用，因?yàn)樗梢詭椭茖W(xué)家進(jìn)行有機(jī)化學(xué)反應(yīng)。

當(dāng)將金乙炔與另一種稱(chēng)為二膦配體的碳結(jié)構(gòu)連接時(shí)，該團(tuán)隊(duì)出乎意料地創(chuàng)造了一個(gè)三葉結(jié)而不是金鏈，或者連環(huán)烷.

始于 1989 年，化學(xué)家們一直試圖通過(guò)以下方法將分子結(jié)連在一起導(dǎo)向螺旋鏈用金屬離子變成所需的結(jié)構(gòu)。

2020年例如，化學(xué)家們通過(guò)使用金屬原子將當(dāng)時(shí)最緊的三葉草結(jié)綁在一起”折疊和纏繞“分子鏈。當(dāng)這些金屬原子在過(guò)程結(jié)束時(shí)被移除時(shí)，結(jié)就無(wú)法解開(kāi)。

最新的黃金“金屬”是不同的，因?yàn)樗亲约航M裝的。

“這是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)，老實(shí)說(shuō)，我們不知道它是如何發(fā)生的，”在西安大略大學(xué)工作的Puddephatt說(shuō)。告訴新科學(xué)家.

他和他的同事們希望他們的結(jié)將“提供強(qiáng)大的動(dòng)力，在未來(lái)通過(guò)自組裝來(lái)追求類(lèi)似但希望更強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)”。

該研究發(fā)表在自然通訊.

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