ساخت گره‌های مولکولی

محققان دانشگاه لیورپول انگلستان موفق به ساخت گره‌هایی با ابعاد تقریبا دو نانومتر (۱۰^-۹ × ۲) شدند. این گره‌ها ۳۰ هزار برابر نازک‌تر از تار موی انسان هستند.

بیشتر مولکول‌ها از طریق پیوندهای شیمیایی بین اتم‌ها با یکدیگر تماس داشته و در کنار هم می‌مانند. نانوگره‌ها به ‌جای استفاده از پیوند شیمیایی؛ از درهم فرو رفتن حلقه‌ها برای استقرار خود استفاده می‌کنند. دانشمندان دانشگاه لیورپول با ترکیب دو ماده شروع کننده، که یکی از آنها ترکیب آروماتیک صلب و دیگری یک آمین متصل کننده منعطف است، موفق شدند در آزمایشگاه نانوگره‌های بسیار کوچکی را ایجاد کنند. این فرآیند نوعی خودآرایی بوده که در زیست شناسی وجود دارد و با آن می‌توان از مواد اولیه ساده، ساختارهای پیچیده را ایجاد کرد. در هر گره ۳ اتصال وجود دارد در واقع برای بازکردن آن گره حداقل باید بر ۳ پیوند شیمیایی غلبه کرد و آن را شکست. هر گره ترکیبی از ۲۰ مولکول کوچک است.

آقای دکتر آندره کوپر، مدیر مرکز کشف مواد، می‌گوید من زمانی که این مولکول‌ها را کشف کردم بسیار شگفت زده شدم در واقع ما به‌دنبال ساخت ترکیبات ساده‌ای بودیم اما از میان مواد اولیه مورد استفاده ما یک ساختار کاملا پیچیده بیرون آمد. این به مانند این است که شما قطعات یک پازل را درون یک کیف بریزید، آن را تکان داده و از درون کیف یک تصویر کامل شده بیرون بیاورید. نتیجه این کار بسیار شگفت انگیز است و جذابیت خاصی به تحقیقات علمی می‌دهد.

کارهای آزمایشگاهی این پروژه را تام هاسل، دانشجوی پسا دکترا، انجام می‌دهد. ایشان در تحقیقات خود دریافت که نتایج بدست آمده از فرآیند تولید نانوقفس از مواد آلی؛ کمی غیرعادی است. به‌خصوص، وزن مولکول‌های بوجود آمده که تا دو برابر بیشتر از مقدار پیش‌بینی شده بود؛ می‌توانست مربوط به درهم تنیده شدن واحدهای مولکولی اولیه باشد. در حال حاضر این گروه به‌دنبال کاربردهای این دسته مواد هستند. برای مثال می‌توان از این ساختارها در تولید ماشین‌های مولکولی استفاده کرد و با آنها گازهای مضر و آلاینده مانند دی اکسیدکربن را از محیط جمع آوری کرد.

این تحقیقات بخشی از برنامه ۵ ساله‌ای است که روی تولید مواد جدید برای به‌کارگیری در ذخیره و تبدیل انرژی تمرکز دارد.

نتایج این تحقیقات در نشریه nature chemistry به چاپ رسیده است.