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曼彻斯特大学科学家成功制造出了目前已知最紧的打结物理结构,助力创造新一代先进材料

2017-01-13 164浏览 标签: 英国打结物理结构

2017112日,英国曼彻斯特大学的科学家们创造出了目前已知的最紧的打结物理结构,该研究成果具有创造出新一代先进材料的潜力。

曼彻斯特化学学院David Leigh 教授领导的研究团队发了一种编织多个分子链的方法,能够制造出比以前更紧和更复杂的分子结。这个具有突破性的分子结在一个拥有192个原子的闭合环中具有八个交叉处, 该闭合环约为20纳米长。能够制造不同类型的分子结意味着科学家应该能够探索打结如何影响材料的强度和弹性,这将使他们能够编织聚合物链以生成新类型的材料。

Leigh教授说:“系结是一个类似于编织的过程,因此我们开发的分子中系结的技术也应该适用于分子链的编织。例如,防弹背心和防弹衣由kevlar(杜邦公司使用在芳族聚酰胺纤维商品上的注册商标)制成,这是一种由以平行结构排列的刚性分子棒组成的塑料。然而,交织的聚合物链具有产生更坚韧、更轻和更柔软的材料的潜力,就像我们日常生活中的编织一样。一些聚合物,如蜘蛛丝,强度可以是钢的两倍,所以编织聚合物股线可能会帮助制造新一代轻量、超强和柔性材料。Leigh教授说他和他的团队很高兴能够实现这个科学的里程碑。

Leigh教授解释了他们成功背后的过程:我们使用一种称为 ‘自组装’ 的技术 ‘绑定’ 分子结,其中分子链围绕金属离子编织,就像编织一样在正确的地方形成交叉,然后通过化学催化剂将链的末端熔合在一起以闭合成环并形成完整的结。拥有八个交叉处的分子结是目前科学家制造的最复杂的常规编织分子。

此项研究突破于2017113在著名的《科学》杂质上发表,题为《编织具有八个交叉处的分子结  “Braiding a molecular knot with eight crossings)。

 

图:曼彻斯特大学科学家创造出来了目前已知最紧的打结物理结构,该研究成果具有在未来创造新一代先进材料的潜力。

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