Od razu powstaje pytanie o to, jak duży jest ten najmniejszy węzeł. To chyba najciekawsza informacja, bowiem cały węzeł “zawiązano” na łańcuchu składającym się z pięćdziesięciu czterech atomów, które trzykrotnie skręcają się w charakterystyczną pętlę zwaną węzłem typu koniczyna, nie pozostawiając żadnych wolnych “końców”. Warto tutaj zwrócić uwagę na to, że jest to jeden z klasycznych i zarazem najprostszych węzłów opisanych w matematycznej teorii węzłów.
Próby stworzenia pełnego węzła (nie można go zawiązać, bowiem nie ma on żadnych punktów końcowych) o jak najmniejszych rozmiarach podejmowane są od wielu lat. Ostatnim rekordzistą w tej materii był zespół chemików z Chin, którzy w 2020 roku stworzyli koniczynę zbudowaną z 69 atomów. W toku eksperymentu udało się trzykrotnie skrzyżować łańcuch ze sobą.
Czytaj także: Takiego podejścia jeszcze nie stosowano. Naukowcy mają sposób na kwarki i ich tajemnice
Nie zniechęciło to jednak innych zespołów z całego świata. Najnowszy rekord z rąk Chińczyków przeszedł w ręce naukowców z Uniwersytetu Zachodniego Ontario w Kanadzie współpracujących z badaczami z Chińskiej Akademii Nauk. Tym razem pełną koniczynę udało się zapleść, wykorzystując do tego 15 atomów mniej. Naukowcy zwracają uwagę na fakt, że wraz ze zmniejszaniem się stosunku atomów do przecięć, siła takiego węzła istotnie rośnie. Współczynnik ten w przypadku rekordu z 2020 roku wynosił 23 (69 atomów / 3 przecięcia). W najnowszym eksperymencie wartość tego współczynnika spadła do 18 (54 atomy / 3 przecięcia).
To naprawdę duże osiągnięcie, jednak badacze są świadomi, że istnieje jeszcze przestrzeń do bicia rekordów. Za każdym kolejnym rekordem powoli zbliżamy się do węzłów, które całkowicie naturalnie tworzą się w cząsteczkach DNA, RNA i wielu różnych białkach. Trzeba tutaj jednak wspomnieć o tym, że coraz precyzyjniejsze metody kontrolowania łańcuchów atomów przyczynia się także do tworzenia lepszych polimerów i tworzyw sztucznych.
Chyba najciekawszym elementem historii 54-atomowej koniczyny jest fakt, że jej powstanie jest dziełem przypadku. Autorzy rekordu pracujący pod kierownictwem chemika Richarda Puddephatta pierwotnie pracowali nad tworzeniem w warunkach laboratoryjnych acetylenków metali, które są alkonami z usuniętym na końcu wodorem. Związki tego typu wykorzystywane są do prowadzenia organicznych reakcji chemicznych.
Czytaj także: Jądra atomowe niczym popcorn. Tak naukowcy poznają ich tajemnice
Chcąc uzyskać w eksperymencie katenan, tzw. złoty łańcuch, zupełnie przypadkiem badacze doprowadzili do powstania węzła koniczyny. W reakcji brały udział acetylenek złota oraz ligand difosfinowy.
Poprzedni rekordziści z 2020 roku w swoich eksperymentach wykorzystywali atomy metalu do precyzyjnego zwijania i splatania ze sobą nici molekularnych. Po zaplątaniu węzła i usunięciu atomów metalu końce łączą się ze sobą i tak powstałego węzła nie da się już rozwiązać. W przypadku nowego rekordzisty jest jednak inaczej, bowiem tutaj nie trzeba niczego wiązać i plątać. Węzeł powstał w reakcji samodzielnie i naukowcy jeszcze do końca nie wiedzą, dlaczego tak się stało.
Możemy być pewni, że nowy rekord zmobilizuje kolejne zespoły do prób analizy tego, jak doszło do powstania rekordowego węzła, a następnie do prób pobicia rekordu i stworzenia jeszcze mniejszej i jeszcze silniejszej struktury tego typu.
