Químicos acabam de fazer o nó mais apertado já feito, composto por apenas 54 átomos
Pesquisadores alcançaram recentemente um feito notável na ciência, criando o nó mais minúsculo e compacto já conhecido, estabelecendo um novo recorde e superando marcas anteriores registradas no Livro dos Recordes Guinness. Esta proeza no campo da nanotecnologia marca um avanço significativo no estudo das estruturas moleculares.
Este nó microscópico é composto por apenas 54 átomos, organizados de forma intricada em uma configuração conhecida como nó ‘trevo’, lembrando a forma de um trevo de três folhas, sem nenhuma extremidade solta. Essa formação de trevo, essencial no estudo teórico de nós matemáticos, representa a forma mais simples de um nó não trivial.
Anteriormente, em 2020, cientistas chineses haviam conseguido uma façanha similar, manipulando uma cadeia de 69 átomos para formar um nó do tipo trevo. No entanto, a colaboração entre a Universidade de Western Ontario, no Canadá, e a Academia Chinesa de Ciências, resultou em um nó ainda menor e mais apertado.
A força desses nós moleculares está inversamente relacionada ao número de átomos por ‘cruzamento traseiro’. O nó de 2020 possuía uma proporção de cruzamento de espinha dorsal (BCR) de 23, enquanto o novo nó atingiu um BCR mais impressionante de 18.
Os nós moleculares orgânicos geralmente têm BCRs que variam de 27 a 33. A busca por nós de cadeia única menores e mais apertados continua, com previsões químicas quânticas indicando que os nós mais estáveis do tipo trevo podem ter cerca de 50 átomos, aproximando-se do limite teórico.
Este avanço traz os cientistas para mais perto da compreensão dos nós microscópicos que ocorrem naturalmente em DNA, RNA e várias proteínas. Compreender como se forma este nó mais recente poderia melhorar o desenvolvimento de plásticos e polímeros avançados.
A equipe de pesquisa explica: “Os nós moleculares, que são desafiadores para sintetizar, são cruciais na estrutura e função das proteínas e nas propriedades de certos materiais moleculares, onde o tamanho do nó influencia suas propriedades.”
Curiosamente, a descoberta foi um acaso feliz, como relatado pelo químico Richard Puddephatt a Alex Wilkins do New Scientist.
A equipe de Puddephatt estava inicialmente concentrada na síntese de acetilídeos metálicos, um tipo de hidrocarboneto alcino sem hidrogênio, que são fundamentais para a realização de reações químicas orgânicas.
Durante o experimento, que envolveu a combinação de acetilídeo de ouro com um composto de carbono conhecido como ligante difosfina, eles inesperadamente produziram um nó do tipo trevo em vez de uma cadeia ligada a ouro, ou catenano.
Desde 1989, o objetivo de criar nós moleculares quimicamente tem motivado pesquisadores a direcionar cadeias helicoidais para formas específicas usando íons metálicos. Em 2020, um nó do tipo trevo foi criado usando átomos metálicos para moldar a cadeia molecular, resultando em um nó irreversível uma vez removido o metal.
O mais recente ‘metalaknot’ composto de ouro é único, pois se forma de maneira autônoma. Puddephatt, da Universidade de Western Ontario, admite que a complexidade desse processo ainda não é totalmente compreendida.
Ele e sua equipe estão otimistas de que sua descoberta incentivará pesquisas futuras em estruturas robustas que se montam por si mesmas.
Este tipo de pesquisa é um exemplo claro da importância do acaso e da colaboração internacional na ciência, mostrando como descobertas inesperadas podem abrir novos caminhos e desafios no mundo da química e da nanotecnologia. A criação desse nó molecular não apenas define um novo recorde mundial, mas também lança luz sobre possibilidades futuras na área de materiais e na compreensão de estruturas biológicas complexas.
Além de ser um marco científico, esse desenvolvimento reafirma a natureza imprevisível e excitante da pesquisa científica, onde um experimento com um objetivo específico pode levar a descobertas surpreendentes e inovadoras. Este avanço na criação de nós moleculares tem implicações significativas não apenas para a química teórica, mas também para aplicações práticas em diversas áreas, desde a biologia molecular até a engenharia de materiais.
A capacidade de manipular estruturas atômicas com tal precisão oferece um vasto território para exploração científica e desenvolvimento tecnológico. À medida que os cientistas continuam a desvendar os mistérios desses nós moleculares e explorar suas potenciais aplicações, estamos diante de um horizonte promissor de inovações e descobertas que podem transformar diversos aspectos do nosso mundo. [Science Alert]
