科学家打出最牢固的分子结

时间:2017-01-23 10:12:53
来源:微科普
作者:晓默/编译
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科学家打出最牢固的分子结,最近,科学家在分子尺度上打出有8个交叉的扭结,这是迄今最复杂、最牢固的人工分子结,将来有望用于开发新一代材料。在几何中,扭结是指三维空间中不与自身相交的闭合曲线

最近,科学家在分子尺度上打出有8个交叉的扭结,这是迄今最复杂、最牢固的人工分子结,将来有望用于开发新一代材料。

在几何中,扭结是指三维空间中不与自身相交的闭合曲线,自然界中已知存在超过60亿种不同扭结。但人类迄今仅成功利用小分子合成3个扭结,第一个是1989年报告的像3个环套在一起那样的三叶结,另一个是8字结,还有一个是英国曼彻斯特大学戴维·利于2011年报告的有5片“叶子”的五叶结。

而今,利等人在新一期的美国《科学》杂志上报告说,他们利用一种称为“自我组装”的技术,以分子链为“绳子”,绕着金属离子编织出有8个交叉的扭结,每个分子链的末端通过化学催化剂连接在一起,形成完整的封闭扭结。这个有8个交叉的扭结包含192个原子,宽度为20纳米,比一根头发丝要细得多。

科学家说,这项工作被视为一个“科学里程碑”。打出不同类型的分子扭结,意味着科学家可以进一步探讨这些结构如何影响材料的强度和弹性,从而开发出更轻、更坚固、更有弹性的新材料,应用在从手术缝合线到防弹衣等众多领域。

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最近,科学家在分子尺度上打出有8个交叉的扭结,这是迄今最复杂、最牢固的人工分子结,将来有望用于开发新一代材料。

在几何中,扭结是指三维空间中不与自身相交的闭合曲线,自然界中已知存在超过60亿种不同扭结。但人类迄今仅成功利用小分子合成3个扭结,第一个是1989年报告的像3个环套在一起那样的三叶结,另一个是8字结,还有一个是英国曼彻斯特大学戴维·利于2011年报告的有5片“叶子”的五叶结。

而今,利等人在新一期的美国《科学》杂志上报告说,他们利用一种称为“自我组装”的技术,以分子链为“绳子”,绕着金属离子编织出有8个交叉的扭结,每个分子链的末端通过化学催化剂连接在一起,形成完整的封闭扭结。这个有8个交叉的扭结包含192个原子,宽度为20纳米,比一根头发丝要细得多。

科学家说,这项工作被视为一个“科学里程碑”。打出不同类型的分子扭结,意味着科学家可以进一步探讨这些结构如何影响材料的强度和弹性,从而开发出更轻、更坚固、更有弹性的新材料,应用在从手术缝合线到防弹衣等众多领域。

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