Menor nó do mundo tem apenas 54 átomos e foi feito sem querer

Totalmente sem querer, químicos deram o menor e mais apertado nó de todos os tempos, passando o recordista anterior no Guinness Book — o incrível feito consiste em apenas 54 átomos, que se enlaçam três vezes formando um nó de trevo. O formato, que lembra um trevo de três folhas, não possui pontas soltas, e é a forma mais simples de formar um nó trivial, elemento fundamental da teoria matemática dos nós.

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Há quatro anos, em 2020, químicos chineses fizeram uma corrente de 69 átomos cruzar a si mesmos três vezes para criar o mesmo formato, mas pesquisadores da Universidade do Oeste de Ontário, no Canadá, e da Academia de Ciências da China se juntaram para bater o recorde. À medida que a razão entre os átomos e os cruzamentos diminui, a força do nó molecular aumenta. O nó de 2020 ficou com uma razão de cruzamento (RC) de 23, e o mais recente, de 18.

Nós moleculares e a ciência

A maioria dos nós moleculares orgânicos têm uma RC entre 27 e 33, mas os especialistas não sabem o quão pequenos ou apertados podem continuar a fazê-los. Alguns cálculos de química quântica sugerem que a estrutura em trevo mais estável teria cerca de 50 moléculas de comprimento, o que significa que estamos chegando bem próximos do limite teórico.

Com o feito, cientistas estão mais perto do que nunca dos nós microscópicos que se formam naturalmente no DNA, RNA e várias outras proteínas do nosso corpo. Plásticos e polímeros também poderão ser feitos de maneiras mais eficientes a partir da descoberta — suas propriedades dependem do tamanho da estrutura em nó, segundo os pesquisadores.

Ao site News Scientist, o químico Richard Puddephatt contou como o evento aconteceu, acidentalmente. Ele e seus colegas trabalhavam com acetiletos metálicos em laboratório — eles são alquinos, um tipo de hidrocarboneto — com hidrogênio removido da ponta.

O produto é muito útil nas reações químicas feitas pelos cientistas. Quando estavam ligando acetileto de ouro com outra estrutura de carbono chamada ligante de difosfina, a equipe acabou criando um nó de trevo ao invés de uma corrente de ouro (ou catenano). Nós moleculares vêm tentando ser criados pelos químicos ao guiar cadeias helicoidais em estruturas desejadas através de íons de metal desde 1989.

O nó de 2020 foi feito ao dobrar e entrelaçar a cadeia molecular, e, quando os átomos metálicos são removidos no final do processo, o nó não pode mais ser desfeito. Já o novo nó dourado é diferente, já que se enrola por conta própria. É um sistema complicado que os cientistas admitem não saber como funciona, mas afirmam estar animados para criar sistemas similares no futuro.

Fonte: Nature, Nature Communications com informações de News Scientist