Fabrican un nudo molecular con 192 átomos que mide 20 nanómetros

192 átomos es la talla más pequeña del nudo que han realizado investigadores de la Universidad de Manchester, según informa en un comunicado. El nudo lo han formado a partir de una “cuerda” de 192 átomos, con ocho cruces, y una extensión aproximada de 20 nanómetros.

Un nanómetro equivale a una mil millonésima partes de un metro o a la millonésima parte de un milímetro. Esta unidad de medida, que se ha usado tradicionalmente para medir la longitud de onda de la radiación ultravioleta, radiación infrarroja y la luz, recientemente se ha empleado en el estudio de la nanotecnología, como en esta investigación.

Para hacernos una idea del tamaño del nano nudo, una molécula de agua es menor que un nanómetro. Un cabello mide alrededor de 100,000 nanómetros de espesor. El nanonudo creado en laboratorio tiene el tamaño de un pequeño virus y es cien veces más pequeño que el diámetro de la trompa de un mosquito.

A esta escala es imposible manipular directamente la cadena de átomos. Los hilos moleculares se tejen alrededor de iones de hierro mediante una técnica de autoensamblaje, y sus extremos se fusionan con un catalizador hasta formar un lazo cerrado.

Este tipo de moléculas trenzadas se encuentran de forma natural en cadenas poliméricas, el ADN circular y algunas proteínas. Sin embargo, de los más de 6.000 millones de nudos conocidos, los científicos sólo han conseguido sintetizar tres tipos de topologías en el laboratorio, y hasta esta investigación, ninguna con tres hebras.

Atar nudos es como tejer

"El nudo molecular de ocho cruces es la molécula regular 'tejida' más compleja hecha por los científicos hasta ahora", destaca el profesor David Leigh, coautor del estudio, que señala: "Atar nudos es un proceso similar a tejer, por lo que las técnicas que desarrollamos también se podrían aplicar para fabricar tejidos con filamentos moleculares".

“Por ejemplo, los chalecos antibalas y armaduras modernas están hechas de kevlar, un plástico de varillas moleculares rígidas y alineadas –explica–, pero las hebras de polímero entretejidas tienen el potencial de crear materiales mucho más resistentes”.

Los autores recuerdan que algunos polímeros, como la seda de araña, pueden ser dos veces más fuertes que el acero, por lo que conseguir trenzar hebras poliméricas puede conducir a nuevas generaciones de materiales mucho más ligeros, superresistentes y flexibles que los actuales, que se podrán aplicar en industrias como la textil y la construcción.

Referencia

Braiding a molecular knot with eight crossings. Science  13 Jan 2017. Vol. 355, Issue 6321, pp. 159-162. DOI: 10.1126/science.aal1619