Pesquisadores da Universidade de Western Ontario, no Canadá, e da Academia Chinesa de Ciências conseguiram estabelecer um novo recorde para o menor e mais firme nó molecular já registrado (LI, 2024).
Essa estrutura emaranhada, composta por apenas 54 átomos, foi descoberta acidentalmente e representa um avanço nas fronteiras da ciência molecular.
Em 2020, cientistas chineses já haviam conseguido treinar uma cadeia de 69 átomos para realizar três cruzamentos e formar um trevo.
Agora, pesquisadores canadenses e chineses superaram esse feito, alcançando um índice de cruzamento traseiro (BCR) de 18, comparado ao BCR de 23 do nó criado anteriormente.
Imagem: LI, 2024.
O BCR é um parâmetro que mede a força de nós moleculares, que representa a relação entre átomos e “cruzamentos traseiros”.
À medida que essa relação diminui, a resistência do nó molecular aumenta.
A maioria dos nós moleculares orgânicos possui um BCR na faixa de 27 a 33.
Esse aumento na eficiência molecular demonstra uma compreensão mais aprofundada das interações atômicas e abre portas para futuras investigações.
Embora não estejamos certos de quão pequenos ou apertados esses nós podem se tornar, cálculos quânticos indicam que a estrutura de trevo mais estável possui aproximadamente 50 moléculas de comprimento, sinalizando nossa aproximação do limite teórico.
A peculiaridade desse nó reside na sua configuração, uma tríade de voltas que se entrelaçam em um loop em forma de trevo, desprovido de extremidades soltas.
Qual a importância dos nós moleculares?
Embora a sua forma de “trevo de três folhas” seja a mais simples entre os nós não triviais, o contexto científico desse feito está intrinsecamente ligado à teoria matemática dos nós.
Isso significa que essa descoberta vai além da mera curiosidade científica.
Os nós moleculares, apesar dos desafios em sua síntese, desempenham papéis cruciais na estrutura e função de proteínas, assim como em materiais moleculares úteis, cujas propriedades dependem do tamanho da estrutura enlaçada.
Essa compreensão aprimorada pode acarretar avanços na concepção de plásticos e polímeros mais eficientes.
A história por trás dessa descoberta peculiar envolve uma surpreendente casualidade.
Enquanto os pesquisadores trabalhavam na criação de acetilídeos de metal para reações químicas orgânicas, a interação do acetilídeo de ouro com um ligante de difosfina resultou, inesperadamente, em um nó de trevo em vez de uma cadeia de ouro.
Desde 1989, os químicos tentam amarrar nós moleculares guiando cadeias helicoidais em uma estrutura desejada com íons metálicos.
Este novo “metalonó” de ouro é notável, pois se monta espontaneamente sem os cientistas saberem o porquê.
O químico Richard Puddephatt, um dos pesquisadores envolvidos, expressa humildemente a complexidade do sistema, admitindo a falta de compreensão sobre os detalhes do fenômeno.
O desdobramento desse processo intricado permanece enigmático, destacando a necessidade de investigações futuras para compreender totalmente os mecanismos subjacentes.
O desafio agora é transcender a casualidade e explorar as implicações práticas desse avanço.
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Referências
LI, Zhiwen et al. Self-assembly of the smallest and tightest molecular trefoil knot. Nature Communications, v. 15, n. 1, p. 154, 2024. Disponível em: <link>. Acesso em: 23 jan 2024.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Químicos criam o menor e mais forte nó do mundo. Ciência Mundo, jan 2024. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
