Una nuova generazione di accendini, plastiche più resistenti potrebbero essere prodotte utilizzando un intricato processo chimico ideato dagli scienziati.

Chimici che lavorano su nanoscala – 80, 000 volte più piccoli di un capello, sono riusciti a legare le molecole in nodi complessi che potrebbero conferire ai materiali un'eccezionale versatilità.

Intrecciando fili di atomi a forma di stelle a cinque punte, i ricercatori dell'Università di Edimburgo hanno creato gli elementi costitutivi dei materiali che potrebbero essere estremamente flessibili e ammortizzanti.

Sperano che le nuove molecole, note come nodi pentafoil, imitino le caratteristiche dei nodi complessi che si trovano nelle proteine ​​e nel DNA, che contribuiscono a rendere elastiche alcune sostanze.

In gomma naturale, Per esempio, L'85% della sua elasticità è causato da intrecci simili a nodi nella sua catena molecolare.

La creazione di strutture annodate in laboratorio dovrebbe rendere più facile per gli scienziati osservare e comprendere esattamente come gli entanglement influenzano le proprietà di un materiale.

Ed essere in grado di produrre materiali con un numero specifico di nodi ben definiti, piuttosto che la miscela casuale che si verifica nelle plastiche e nei polimeri di oggi, gli scienziati potrebbero esercitare un maggiore controllo durante la progettazione dei materiali.

La ricerca, finanziato dall'Engineering and Physical Sciences Research Council, è riportato in Chimica della natura rivista.

La squadra di Edimburgo, lavorando con ricercatori dell'Università di Jyväskylä in Finlandia, è il primo a creare un nodo con cinque punti d'incrocio.

Il pentafoglio, noto anche come nodo sigillo di Salomone, ha un significato simbolico in molte culture ed è l'emblema centrale sulle bandiere del Marocco e dell'Etiopia.

Legare deliberatamente le molecole in nodi in modo che le sue proprietà possano essere studiate è estremamente difficile. Fino ad ora, solo il tipo più semplice di nodo:il trifoglio, con tre punti di attraversamento – è stato creato da scienziati.

Sorprendentemente, il filo di atomi che il team di Edimburgo ha legato in un nodo a cinque stelle è lungo solo 160 atomi e misura un 16 milionesimo di millimetro.

Utilizzando una tecnica nota come autoassemblaggio, i ricercatori hanno prodotto una reazione chimica in cui gli atomi sono stati programmati chimicamente per avvolgersi spontaneamente nel nodo desiderato.

Il ricercatore principale David Leigh, Professore Forbes di Chimica Organica presso l'Università di Edimburgo, ha detto:"È molto presto per dirlo con certezza, ma il tipo di reticolazione meccanica che abbiamo appena effettuato potrebbe portare a materiali molto leggeri ma resistenti, qualcosa di simile a una cotta di maglia molecolare.

"Potrebbe anche produrre materiali con eccezionali proprietà elastiche o di assorbimento degli urti perché i nodi molecolari e gli intrecci sono intimamente associati a quelle caratteristiche. Comprendendo meglio come funzionano quelle strutture - ed essendo in grado di crearle su ordinazione - dovremmo essere in grado di progettare materiali che sfruttano quelle architetture con maggiore efficacia."