Найміцніший у світі вузол може призвести до прориву в матеріалознавстві

Якщо ви коли-небудь мали досвід спроб розв’язати занадто тугий вузол, приділіть хвилинку роздумів дослідникам з Манчестерського університету Великої Британії, які щойно зав’язали найтугіший і найменший вузол у відомому Всесвіті.

При загальній довжині нитки 192 атоми, вузол з вісьмома перехрещеннями, 24 атоми на перехрещення, зав’язаний на молекулярній нитці завширшки лише півнанометра. У реальному світі це вузол на нитці, товщина якої в десять тисяч разів менша за товщину однієї людської волосини.

“Ці вузли настільки малі, що їх неможливо зав’язати вручну, як шнурки, – розповів Digital Trends Девід Лі, професор органічної хімії в Манчестерському університеті. “Замість цього ми використовуємо хімію, щоб змусити вузли самозбиратися. Для цього ми змішуємо разом деякі органічні будівельні блоки і солі металів, що складаються з іонів заліза і хлорид-іонів. Іони металів є липкими в певних напрямках, що змушує органічні будівельні блоки прилипати і скручуватися навколо них так, як ми задумали. Після того, як ця базова структура сформована, ми додаємо ще один каталізатор, який сплавляє кінці ниток і з’єднує їх разом, утворюючи замкнутий цикл”.

Лі сказав, що теоретично в майбутньому можна буде створити ще менший вузол, але це буде нелегко. “Неможливо буде зробити набагато меншим, ніж цей, тому що зв’язки між атомами просто розпадуться”, – пояснив він.

Хоча ця робота може здатися ботанічним лабораторним змаганням, Лі зазначив, що нанорозмірні дослідження, такі як це, мають практичне застосування так само, як в’язання вузликів на макрорівні.

“Зав’язування вузлів і плетіння завжди призводило до появи нових технологій – від доісторичної людини і далі”, – продовжив він. “Вміння в’язати вузли дозволило людині робити рибальські сітки, прив’язувати сокири до руків’я, ткати тканини, щоб захиститися від холоду. Немає жодних підстав вважати, що вузли на молекулярному рівні не будуть настільки ж важливими, коли мова йде про створення вигідних властивостей у матеріалах”.

Зокрема, за його словами, переплетення молекулярних ниток може дозволити створити нові матеріали, які будуть міцнішими, легшими та гнучкішими за свої неткані аналоги.

Втім, поки що це залишається гіпотезою. Як сказав нам Лі: “Те, що я можу зав’язати вузол, не означає, що я можу зв’язати різдвяний джемпер”.

Рекомендації редакції

• Чи могли найдавніші будівельні блоки життя прибути з космосу?
• DJI Mavic 3 вривається на сцену з подвійною камерою Hasselblad
• Камера Google Pixel 6 проти Pixel 6 Pro: Яку краще купити?
• Астронавт МКС розповів, як він робить приголомшливі фотографії Землі
• Камера iPhone 13 проти iPhone 13 Pro: Яка модель краще для вас?

Source: digitaltrends.com