如果您平時用繩子打過最簡單的結(jié)，您就一定會知道越細(xì)的繩子打出的結(jié)越牢固，越不容易解開，如果是粗繩子的話，通常需要復(fù)雜的結(jié)才能變得足夠牢固。

但是這個繩子可以細(xì)到什么程度呢？化學(xué)家告訴你，它可以細(xì)到只剩原子——直接用細(xì)長分子來“打結(jié)”。

本月中國科學(xué)院的科學(xué)家和國外團隊合作，打破了世界上最最小、最緊結(jié)的世界紀(jì)錄，他們創(chuàng)造了一個僅由54個原子組成的化學(xué)分子，而該分子打了個結(jié)。

這個分子的化學(xué)式為 [Au ₆ {1,2-C ₆ H ₄ (OCH ₂ CC) ₂ } ₃ {Ph ₂ P (CH ₂ ) ₄ PPh ₂ } ₃ ]。

普通人很難記住這種化學(xué)式，不過化學(xué)家將整個分子稱為Au6——因為該分子由六個金原子開始。

分子其實可以形成幾種不同的結(jié)，通常以交叉點的數(shù)量進(jìn)行分類.

比如Au6，它的原子纏繞三圈，形成一個三個結(jié)點的交錯環(huán)，沒有末端，這種就被稱為三葉形，這是最簡單的分子結(jié)，也是能夠?qū)崿F(xiàn)最緊、最小分子結(jié)的方式。

實際上，化學(xué)家無法從物理意義上測量這些分子結(jié)的緊密度，他們是使用打結(jié)鏈中的原子數(shù)除以交叉數(shù)來判定結(jié)的緊密度的，這個比值越小就被認(rèn)為它越緊密，而不用管它打結(jié)的地方具體是什么樣的原子或幾個原子。

Au6其主鏈中只有54個原子，這個是目前原子數(shù)最少的分子結(jié)單鏈.

在Au6之前，世界最緊的結(jié)記錄其實也是由中國科學(xué)家創(chuàng)造的，它是由 69 個原子組成的三葉形分子。

另外，Au6的原子數(shù)比交叉數(shù)為18（54:3），這個值也是目前最低的。

大部分這類無機分子這個比值是在24以內(nèi)，而這類有機分子是通常介于27到33之間，這意味著它很難比無機的更緊密。

所以，Au6理所當(dāng)然的成為了目前最最最小、最緊的分子結(jié)。

你可能還想知道，這種結(jié)還能更小或更緊嗎？

其實，現(xiàn)在化學(xué)家們還不確定三葉形的結(jié)極限在哪里，但是量子化學(xué)計算表明，最小的三葉形結(jié)構(gòu)約為50個原子，這意味著目前已經(jīng)很接近極限值了。

但是，化學(xué)家們追求分子結(jié)的極限有意義嗎？或者咱們國家現(xiàn)在打破這個紀(jì)錄有意義嗎？

這個問題，一方面是人類一直都在追求事物的極限，這是我們天性使然，也是這種天性讓我們這個物種走到了今天。

但是，研究這種分子結(jié)并不是只是在追求極限值，而是它確實是有用的。

一個分子影響其他分子的方式不僅取決于它的組成元素，還取決于這些元素所呈現(xiàn)的形狀。

復(fù)雜的分子可以通過多種方式折疊，有時只有其中一種會產(chǎn)生我們所需的效應(yīng)。

所以，尋找使分子打結(jié)的方法可以幫助熱人類尋找到一些非常潛在的特殊材料，或許它會很有用。

不僅如此，我們體內(nèi)的DNA、RNA 和各種蛋白質(zhì)都自然形成微觀結(jié)，如果我們了解打結(jié)原理，就可以幫助我們了解這些重要分子的行為，這對現(xiàn)代醫(yī)學(xué)都將會有重大作用。

其實，科學(xué)家現(xiàn)在知道，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能取決于打結(jié)結(jié)構(gòu)的大小，所以追求這個極限值是非常有必要的。

不過，預(yù)測和控制打結(jié)被認(rèn)為是科學(xué)中最困難的問題之一，現(xiàn)在化學(xué)家對此依然知之甚少，Au6的發(fā)現(xiàn)其實是一次意外，科學(xué)家是無意中創(chuàng)造了它。

但無論如何，為咱們得科學(xué)家點贊吧，許多科學(xué)突破其實都是一次次令人高興的意外。

報道原文：https://www.sciencealert.com/chemists-have-just-tied-the-tightest-knot-ever-made-of-just-54-atoms