Британские химики сплели самый тугой узел в мире
Химики из университета Манчестера "сплели" самый тугой узел на Земле размером в 20 нанометров, используя "тройную" атомную нить, содержащую в себе всего 192 атома железа, азота, кислорода, углерода и хлора, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
"Мы связали молекулы в узел, используя технологии самосборки, в рамках которых молекулярные нити сплетаются вокруг металлических ионов, пересекаясь в строго определенных точках, подобно тому, как сплетаются нити при вязании шерстяных носков. Затем свободные концы этих нитей соединяются друг с другом при помощи катализатора, и у нас получается полноценный узел", - рассказывает Дэвид Ли (David Leigh) из университета Манчестера (Великобритания).
С момента создания первой одежды и первых тканей, люди заметили, что переплетенные нити гораздо прочнее, чем аналогичная по их числу комбинация из одиночных волокон шерсти, льна и других материалов. Сегодня химики работают над созданием технологий, которые позволяли бы переплетать одиночные молекулы или углеродные нанотрубки, и получать те же преимущества, что и при плетении обычных нитей и тканей.
Ли и его коллеги сделали большой шаг в сторону разработки подобных материалов, научившись сплетать нить в единый "четверной" неразрывный узел, сложив длинную молекулу из 192 атомов в хорошо знакомый всем по школе узор-"косичку", состоящую из трех отдельных нитей.
Если нить, сплетенную в такую "косичку", соединить в четырех точках и попытаться "растянуть" ее, получится узел необычной формы, похожий на восьмиконечную звезду, "разобрать" которую невозможно, не разрезав одну из нитей. Он будет чрезвычайно компактным с точки зрения его пространственной конфигурации, и он будет соответствовать одному из 21 вариантов математически простых узлов, нити в котором пересекаются 8 раз.
Как отмечают ученые, подобный узел можно получить, намотав веревку на "бублик" и убрав сам бублик. Более сложные узлы и похожие на них "косички", состоящие из нитевидных молекул, по мнению авторов статьи, могут найти применение в промышленности и в науке.
"Некоторые полимеры, такие как шелк пауков, к примеру, обладают прочностью, в два раза превышающую аналогичный параметр для стали. Если сплести такой полимер в узлы и нити, то тогда мы сможем создать новое поколение легких, сверхпрочных и гибких материалов, пригодных для промышленного применения", - заключает Ли.
