Os cientistas deram acidentalmente o menor e mais apertado nó de todos os tempos, ultrapassando o primeiro lugar no Livro Guinness de Recordes Mundiais.
O notável emaranhado microscópico contém apenas 54 átomos que se enrolam três vezes em um laço entrelaçado chamado nó de “trevo”, sem pontas soltas.
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Este formato de ‘trevo de três folhas’ é o mais simples dos nós não triviais e é fundamental para a teoria matemática dos nós.
Em 2020, químicos na China treinaram uma cadeia de 69 átomos para se cruzar três vezes para formar o trevo. Agora, pesquisadores da Universidade de Western Ontario, no Canadá, e da Academia Chinesa de Ciências uniram forças e bateram esse recorde.
À medida que a proporção de átomos em relação aos “cruzamentos posteriores” diminui, a força do nó molecular fica mais forte. O nó criado em 2020 tem uma taxa de cruzamento de backbone (BCR) de 23.
O nó atual pontua um BCR de 18.
A maioria dos nós moleculares orgânicos tem um BCR entre 27 e 33. Embora os especialistas não tenham certeza de quão pequenos ou apertados eles podem continuar a fazer nós de fita simples, cálculos químicos quânticos sugerem que a estrutura de trevo mais estável tem cerca de 50 moléculas de comprimento, o que significa que estamos nos aproximando do limite teórico.
O feito recente aproxima os especialistas mais do que nunca dos nós microscópicos que se formam naturalmente no DNA, RNA e em várias proteínas do nosso corpo. Além do mais, compreender como as mais novas formas de nós poderia ajudar os cientistas a construir melhores plásticos e polímeros.
“Os nós moleculares, cuja síntese apresenta muitos desafios, podem desempenhar papéis importantes na estrutura e função das proteínas, bem como em materiais moleculares úteis, cujas propriedades dependem do tamanho da estrutura com nós”, explica a equipe de pesquisadores.
Como muitas descobertas científicas, esta foi um acidente feliz. O químico Richard Puddephatt contou a Alex Wilkins, da New Scientist, como o evento fortuito aconteceu.
Puddephatt e seus colegas estavam trabalhando na criação de acetiletos metálicos em laboratório, que são alcinos – um tipo de hidrocarboneto – com hidrogênio removido da extremidade. Este produto final é altamente útil porque pode ajudar os cientistas a realizar reações químicas orgânicas.
Ao conectar o acetileto de ouro com outra estrutura de carbono chamada ligante difosfina, a equipe criou inesperadamente um nó de trevo em vez de uma corrente de ouro, ou catenano.
Desde 1989, os químicos têm tentado dar nós moleculares guiando cadeias helicoidais em uma estrutura desejada com íons metálicos.
Em 2020, por exemplo, os químicos deram o nó de trevo mais apertado da época, usando átomos de metal para “dobrar e entrelaçar” a cadeia molecular. Quando esses átomos metálicos são removidos ao final do processo, o nó não pode ser desatado.
O mais novo ‘nó de metal’ de ouro é diferente porque se monta sozinho.
“É um sistema bastante complicado e, honestamente, não sabemos como isso acontece”, disse Puddephatt, que trabalha na Universidade de Western Ontario, à New Scientist.
Ele e seus colegas esperam que seu nó “forneça uma forte motivação para buscar estruturas semelhantes, mas esperançosamente mais robustas, por automontagem” no futuro.
O estudo foi publicado na Nature Communications.
Publicado no ScienceAlert
