Cientistas da Universidade de Liverpool, no Reino Unido, construíram nós moleculares com dimensões de cerca de dois nanômetros (2 x 10-9 nm) - cerca de 30 mil vezes menor que o diâmetro de um cabelo humano.
A maioria das moléculas são mantidas juntas por ligações químicas entre os átomos. Já os "nanonós" são ligados mecanicamente por laços interpenetrantes. A equipe conseguiu criar nós em nanoescala em laboratório pela mistura de duas simples matérias-primas: um composto aromático rígido e uma amina ligante mais flexível.
Este é um exemplo incomum de "automontagem", um processo que está subjacente à biologia e permite a montagem de estruturas complexas a partir de blocos de construção mais simples. Cada nó está "amarrado" três vezes, isto é, pelo menos três ligações químicas devem ser quebradas para desatar o nó. Um único nó é um conjunto complexo de 20 moléculas menores.
"Fiquei surpreso quando descobrimos essas moléculas, pois a intenção era fazer algo mais simples. A estrutura complexa surge de blocos de construção bastante básicos", diz Andrew Cooper, diretor do Centro para a Descoberta de Materiais da Universidade. "É como chacoalhar blocos de letras em um saco e ir tirando frases completamente formadas. Estas são as surpresas que fazem a investigação científica tão fascinante".
O trabalho experimental foi conduzido pelo Dr. Tom Hasell, um investigador postdoutorado, que reconheceu que os dados de um experimento para criar nanogaiolas orgânicas foram anômalos. Em particular, a massa das moléculas foi o dobro do esperado, um resultado do complexo intertravamento mecânico de duas subunidades moleculares.
A equipe está se concentrando agora nas aplicações práticas dessas moléculas e estruturas semelhantes - por exemplo, para construir "máquinas" moleculares que podem interceptar gases nocivos e poluentes como o dióxido de carbono.
A pesquisa, que foi publicado na revista Nature Chemistry, faz parte de um amplo programa de cinco anos, focado na síntese de novos materiais para aplicações tais como armazenamento e conversão de energia.
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