p Um grupo de químicos de Manchester amarrou com sucesso uma série de nós microscópicos usando moléculas individuais pela primeira vez, inaugurando o advento de uma forma de tecelagem em escala nano que poderia criar uma nova geração de materiais avançados. p O grupo baseado na Universidade de Manchester desenvolveu uma maneira de amarrar uma fita molecular artificial de 15 nanômetros (15 milionésimos de milímetro) em qualquer um dos três nós diferentes, como se estivesse usando um pedaço de corda.

p Um pedaço de corda pode ser amarrado em nós diferentes, alguns com propriedades distintas que podem ser exploradas para diferentes funções, de cadarços a laços, embaraços, curvas e nós de bloqueio. Alguns dos equipamentos mais avançados já desenvolvidos, incluindo o Curiosity Rover da NASA usado em Marte, use nós para executar tarefas-chave. Embora algumas moléculas de DNA e proteína existam na forma de nós, anteriormente, não era possível amarrar uma molécula em mais de um nó complexo.

p A nova pesquisa publicada hoje no jornal Natureza , demonstra como os cientistas foram capazes de imitar processos biológicos moleculares naturais para alcançar alternativas feitas em laboratório para uma gama de aplicações potenciais. A biologia usa 'assistentes moleculares' chamados chaperones para dobrar proteínas em estruturas com nós e os cientistas de Manchester aplicaram o mesmo conceito a uma fita molecular sintética usando átomos de metal para guiar o processo de dobramento.

p Professor David Leigh, da Universidade de Manchester liderou a pesquisa, ele disse:"Fomos capazes de amarrar nós diferentes em uma fita molecular usando átomos de metal para dobrar e entrelaçar a fita. Os dois locais verdes se ligam a um átomo de cobre; os três locais roxos se ligam a um átomo de lutécio. Unindo os grupos finais evita que o nó se desfaça quando os átomos de metal são removidos. "

p O mesmo grupo havia dado o nó mais ínfimo do mundo e agora progrediu sua pesquisa aqui usando métodos básicos que seriam familiares para qualquer um que se juntou aos escoteiros. Ser capaz de fazer diferentes tipos de nós moleculares significa que os cientistas devem ser capazes de sondar como os nós afetam a resistência e a elasticidade dos materiais, o que lhes permitirá tecer fios de polímero para gerar novos tipos de materiais.

p A chave era intercalar os locais de ligação para os diferentes íons metálicos ao longo da fita molecular. Quando um átomo de metal se liga a locais específicos no fio, ele faz com que o fio se dobre, criando um 'emaranhado' por cima e por baixo do fio. Diferentes emaranhados se combinam para formar nós maiores de acordo com a teoria do emaranhado (desenvolvida pelo matemático John H. Conway, também conhecido por desenvolver 'Game of Life'). Diferentes combinações de íons metálicos (cobre e / ou lutécio, ou nenhum, permitia qualquer um dos três nós diferentes - um nó um nó trifólio, e um nó de três torções - para ser amarrado na mesma fita molecular.

p Amarrar a fita molecular em nós diferentes muda suas propriedades. Quando o fio é amarrado no mais apertado, mais complexo, nó - o nó de três torções - pode ligar dois átomos de metal simultaneamente, um átomo de cobre e um átomo de lutécio. Contudo, os nós mais frouxos (por exemplo, o nó trifólio e o nó desfeito) só podem ligar um átomo de metal por vez - um átomo de cobre, ou um átomo de lutécio. Inesperadamente, a amarração de metal também pode mudar a forma como o laço com nós é emaranhado, como um jogo molecular de berço de gato.

p A capacidade de amarrar uma cadeia molecular em nós diferentes, e, posteriormente, alterar a região e o grau de emaranhamento, abre novas oportunidades e direções de pesquisa para modificar a função e propriedades de outras cadeias moleculares, como polímeros e plásticos.