Le forme elicoidali sono molto familiari nel mondo naturale e, a livello molecolare, del DNA, il progetto stesso della vita stessa.

Gli scienziati dell'Università di Bristol hanno ora scoperto che le catene di carbonio possono anche assumere forme elicoidali, ma, a differenza del DNA, la forma dipende da quanti atomi ci sono nella catena, con catene aventi un numero pari di atomi di carbonio che adottano elicoidale, forme simili a fusilli e catene con un numero dispari di atomi di carbonio che adottano floppy, forme simili a spaghetti.

La differenza, dicono il gruppo di ricerca, tra ordine e caos c'è un solo atomo di carbonio. Il loro studio è pubblicato oggi sulla rivista Chimica della natura .

Le catene di carbonio sono come gli spaghetti:sono piuttosto flosce e adottano una serie di forme casuali e in continua evoluzione.

La squadra di Bristol, della Facoltà di Chimica dell'Università, hanno mostrato che mediante l'inserimento giudizioso di sostituenti metilici lungo le catene di carbonio potevano controllare la loro forma in modo da adottare conformazioni lineari (penne) o elicoidali (fusilli) ben definite.

Le conformazioni elicoidali possono adottare eliche destre o sinistre e il team era interessato a sapere cosa controllasse quale elica si fosse formata.

Autore principale, Professor Varinder Aggarwal, ha dichiarato:"Siamo rimasti sorpresi nello scoprire che la lunghezza della catena di carbonio (numero di atomi di carbonio) controllava se si formava l'elica destra o sinistra.

"Ancora più sorprendente è stato che le catene di carbonio con un numero pari di atomi formavano strutture elicoidali ben definite (fusilli) ma le catene di carbonio con numero dispari erano molto più flosce e di forma più casuale (spaghetti).

"Il cambiamento nelle proprietà di una serie omologa di molecole causato dalla singola aggiunta di un atomo di carbonio in più è estremamente raro:qui si traduce nella differenza tra ordine e caos".

Questo tipo di effetto dispari-pari è stato osservato in alcune proprietà di massa, come nei tappeti di alcantioli su una superficie dorata, ma tali comportamenti in soluzione non sono ben riconosciuti o compresi.

Attraverso il calcolo e la misurazione delle proprietà molecolari, Il professor Aggarwal e il suo team sono stati in grado di comprendere appieno l'origine di questo effetto dispari-pari controllato dai gruppi finali.

Quando i gruppi terminali promuovono entrambi lo stesso senso di elicità, si ottiene una struttura ordinata, ma quando ciascuna estremità promuove un'elica opposta, si ottengono strutture caotiche.

Per future applicazioni tecnologiche, questi risultati fondamentali guideranno la progettazione di molecole con conformazionali desiderabili, e proprietà fisiche.

Le catene di carbonio con un numero pari di atomi porteranno a molecole con forme elicoidali ben definite per la loro applicazione come materiali rigidi non commutabili o come scaffold per la presentazione di elementi di riconoscimento molecolare.

Le eliche sono una struttura fondamentale nelle molecole biologiche (DNA, proteine) ed è intrigante immaginare le analogie con molecole del tipo descritto nello studio.

Il professor Aggarwal ha aggiunto:"Si è scoperto che le catene di carbonio con un numero dispari di atomi adottano una forma più floscia e casuale.

"Stiamo ora studiando se la forma di queste catene può effettivamente essere controllata manipolando i gruppi alle estremità della catena. Ciò potrebbe consentirci di passare da un senso a vite all'altro per applicazioni in materiali reattivi".