科學家意外打出突破金氏紀錄的最小三葉結,僅由 54 個原子組成

2024-01-24 16:40:00    編輯: Emma stein
導讀 全世界最小、最緊的三葉結在無意中誕生了,該結僅由 54 個原子連結組成,無論尺寸還是緊實度都創下金氏世界紀錄第一。 在紐結理論中,三葉結(trefoil knot)是結構最簡單的非平凡紐結,也是一個...


全世界最小、最緊的三葉結在無意中誕生了,該結僅由 54 個原子連結組成,無論尺寸還是緊實度都創下金氏世界紀錄第一。

在紐結理論中,三葉結(trefoil knot)是結構最簡單的非平凡紐結,也是一個沒有起點、沒有終點的結構。

2017 年,曼徹斯特大學團隊製作出包含 8 個交叉點的閉環分子鏈,共由 192 個原子組成,每個交叉點有 24 個原子,即主鏈交叉比(backbone crossing ratio,BCR)為 24。(BCR 值越小,結越緊)

2020 年,另一組中國團隊製造出由 69 個原子組成的鏈,交叉 3 次形成三葉結,主鏈交叉比為 23,進入金氏世界紀錄第一。

最近,來自加拿大西安大略大學與中國科學院的科學家,意外製造出迄今為止已知最小、最緊的三葉結。

研究人員原本在實驗室製造金屬乙炔化物,這是乙炔分子末端 1、2 個氫原子被金屬取代生成的炔烴(一種有機化合物),最終產品可幫助科學家進行有機化學反應。

但當其中一道化學反應出錯時,乙炔金與另一種稱為二膦配體(diphosphine ligand)的碳結構連接,意外自發形成三葉結,而不是金鍊或索烴。

該三葉結僅包含 54 個原子,BCR 值 18,已接近結長度的理論極限。

老實說,研究人員也不知道這件事怎麼發生的,但這項壯舉能幫助我們解釋一些極端事物,比如宇宙為什麼是三維、釐清 DNA 和蛋白質如何自然打結,後者能進一步讓科學家製造更好的藥物、化學物質、材料。

研究人員還假設,使用相同結構可以製造出僅由 49 個原子組成的更小結,但能否實現還有待觀察。

發表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊。

(首圖來源:)



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標題:科學家意外打出突破金氏紀錄的最小三葉結,僅由 54 個原子組成

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