曼彻斯特大学 学分:曼彻斯特大学 来自曼彻斯特的一群化学家首次成功地用单个分子打结了一系列微观结，开创了一种纳米编织形式的出现，这种形式可以创造新一代先进材料
曼彻斯特大学的研究小组已经开发出一种方法，可以将一条15纳米(1500万分之一毫米)的人造分子链绑在三个不同结中的任何一个上，就像使用一根绳子一样
一根绳子可以打成不同的结，有些结具有独特的性质，可以用于不同的功能，从鞋带到套索、结、弯和止结
一些有史以来最先进的设备，包括美国宇航局在火星上使用的好奇号火星车，使用绳结来执行关键任务
虽然一些脱氧核糖核酸和蛋白质分子以打结的形式存在，但以前不可能将一个分子绑成一个以上的复杂结
今天发表在《自然》杂志上的这项新研究展示了科学家们是如何模拟自然分子生物学过程来实现一系列潜在应用的实验室替代品的
生物学使用被称为伴侣的“分子助手”将蛋白质折叠成打结的结构，曼彻斯特的科学家将同样的概念应用于使用金属原子指导折叠过程的合成分子链
曼彻斯特大学的大卫·利教授领导了这项研究，他说:“通过使用金属原子来折叠和缠绕分子链，我们能够在分子链中打结
这两个绿色的位置与一个铜原子结合；三个紫色的位置与一个镥原子结合
当金属原子被去除时，连接端基防止结解开
" 同一个小组以前曾结下了世界上最小的结，现在通过使用加入童子军的人都熟悉的基本方法在这里进行他们的研究
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是如何影响材料的强度和弹性的，这将使他们能够编织聚合物线来产生新型材料
关键是沿着分子链散布不同金属离子的结合位点
当一个金属原子与线的特定位置结合时，它会导致线折叠，在线中形成一个上下“缠结”
根据缠结理论(由数学家约翰H
康威，也因开发《生命的游戏》而闻名
金属离子的不同组合(铜和/或镥，或者没有)允许三种不同结中的任何一种——一个未打结的结、一个三叶形结和一个三捻结——被系在同一分子链上
将分子链系成不同的结会改变它的性质
当链被绑成最紧、最复杂的结——三扭结——它可以同时束缚两个金属原子，一个铜原子和一个镥原子
然而，越松的结(例如
g
三叶形结和未结)一次只能结合一个金属原子——一个铜原子，或者一个镥原子
出乎意料的是，金属捆绑还可以改变打结的线圈缠绕的方式，就像猫的摇篮的分子游戏
将分子链连接成不同结的能力，以及随后改变缠结的区域和程度的能力，为改变其它分子链的功能和性质，例如聚合物和塑料，开辟了新的机会和研究方向
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