Forskere binder superkompleks knude af atomer

Det har vist sig ganske svært at få molekyler til at slå knuder på sig selv. DNA og visse proteiner kan gøre det helt naturligt, men det er småt med menneskeskabte molekyleknuder.

Nu har forskere fra University of Manchester i England imidlertid fundet ud af, hvordan de kan skabe en ganske lille, men forholdsvis kompleks knude af atomer. Det skriver Videnskab.dk.

Forskerne udviklede en særlig teknik til at få små tråde af atomer til at flette sig ind imellem hinanden, og resultatet er en lukket streng af 192 atomer, der krydser sig selv otte gange. Knuden er beskrevet i en artikel i det videnskabelige tidsskrift Science.

Læs også: Fysikere binder knuder på vand

Bare 20 nanometer bred

Knuden måler kun 20 nanometer eller 20 milliontedele af en millimeter, og den er interessant i sig selv, fordi det er den mest komplekse molekylære knude, der er skabt kunstigt. Hidtil har rekorden lydt på fem krydsninger i en knude, der kaldes en pentafoil, men i den nye knude er der altså otte overlap.

»Det er super spændende, at de kan lave sådan en knude på nanoniveau,« siger Jørgen Ellegaard Andersen, der er professor i topologi (læren om geometriske objekters egenskaber) og ekspert i knuder, til Videnskab.dk.

Læs også: Nu kan fysikere slå kvanteknuder

»Man kan nemt forestille sig, at den kombinatoriske måde, de gør tingene på, kan udbredes til at lave langt mere komplekse knuder.«

Knuderne er sat i system

Knudeteori er en matematisk disciplin, og her er knuderne sat i system. Den nye nanoknude er af typen 8– den er nummer 19 i rækken af knuder, der har otte under- eller overkrydsninger.

Ud af cirka seks milliarder kendte knudetyper er det kun den fjerde, det er lykkedes at skabe ved hjælp af små molekyler.

Læs også: Et skridt nærmere skudsikker vest af edderkoppe-spind

Knuden hører til torus-knuderne, der er meget symmetriske. Men blandt knudeforskere er de mere asymmetriske og komplekse såkaldte hyperbolske knuder mere spændende, og sådan nogle kunne Jørgen Ellegaard Andersen godt tænke sig at se i nanostørrelse. 

»De spiller en central rolle i matematik og fysik. Næsten alting er hyperbolsk, når det kommer til stykket – de hyperbolske knuder er altdominerende blandt knuder. Men der må også være muligheder i den teknik, de britiske forskere har brugt. Det er flot, at de kan lave en så kompliceret knude nu, men man skal også kunne lave hyperbolske knuder med vilkårligt højt krydsningstal,« siger han.

Du kan læse mere om, hvad man kan bruge de mikroskopiske, molekylære knuder til hos Videnskab.dk.