Scienziati creano il nodo più stretto del mondo: ma è ciò con cui è stato fatto che ha dello straordinario

di Gianmarco Bonomo

26 Gennaio 2024

I nodi rappresentano un elemento fondamentale nella vita di tutti i giorni, oltre che un concetto interessante da un punto di vista filosofico e scientifico. Esiste una teoria matematica dei nodi, per esempio, e diversi ricercatori si sono ritrovati con alcuni nodi composti da pochissimi atomi. Fino ad arrivare al team che ha infranto un record e creato il nodo più stretto al mondo: solo 54 atomi.

Nodi sempre più stretti, a colpi di record

Exhibit made by Estes Objethos Atelier, photo by Rodrigo.Argenton/Wikimedia Commons - CC BY-SA 4.0 DEED

Di nodi ottenuti intrecciando fili molecolari a diversi incroci si parla ormai da qualche anno in chimica. Nel 2017, per esempio, un team dell’Università di Manchester ha ottenuto un nodo mai visto prima e formato da otto incroci in un circuito chiuso di 192 atomi. Lo scopo era abbastanza chiaro allora, come lo è oggi: creare dei materiali avanzati che siano leggeri, resistenti e flessibili. Insomma, la ricerca dei nodi più stretti non è fine a se stessa, ma potrebbe avere ricadute nella ricerca e nella vita reale. Come ribadito dal professor David Leigh, principale autore dello studio, i nodi sono stati realizzati intrecciando i fili molecolari attorno a ioni metallici, con incroci simili al lavoro a maglia. E sulle ricadute sostiene:

I giubbotti antiproiettile sono realizzati in kevlar, una plastica costituita da aste molecolari rigide allineate in una struttura parallela. Tuttavia, l’intreccio di fili polimerici ha il potenziale per creare materiali molto più resistenti, leggeri e flessibili nell’ambiente

Creato in laboratorio il nodo più stretto del mondo: ha soltanto 54 atomi

Pexels

Passano soltanto tre anni dal lavoro dei ricercatori di Manchester, e un team di scienziati cinesi e americani fa qualcosa di mai visto prima. Nell’ambito di una ricerca sui nodi molecolari, riescono a far incrociare per tre volte su se stessa una catena di 69 atomi, creando il nodo più stretto mai visto. E superando lo straordinario risultato del 2017. Allo stesso tempo, i ricercatori si rendono conto che il rapporto fra numero di atomi e incroci è legato alla forza del nodo molecolare. Più basso è questo rapporto, più forte è il nodo.

Passano pochi anni e proprio lo stesso team cinese, in una ricerca recente pubblicata su Nature Communications, annuncia di aver superato quel record. In laboratorio ha infatti creato un nodo molecolare composto da 54 atomi con tre incroci, valore che lo rende il nodo più stretto del mondo. Ma com’è stato possibile?

Com’è stato realizzato il nodo più stretto del mondo?

Ll0103/Wikimedia Commons - CC BY-SA 4.0 DEED

In breve, per caso. Il team cinese e americano che si era occupato del precedente nodo più stretto al mondo stava lavorando alla creazione di acetiluri metallici in laboratorio. E, collegando l’acetiluro d’oro con un ligando difosfinico, struttura di carbonio, il è riuscito a creare un nodo a tre incroci invece che una catena. Al netto della chimica, si tratta di fatto del nodo più stretto al mondo, dal momento che è composto da 54 atomi. Se riprendiamo il discorso sul rapporto fra numero di atomi e incroci, nel caso del 2020 era di 63, in questo è di 18. In pratica, il nuovo nodo creato in laboratorio è molto più forte rispetto a quello precedente.

Come abbiamo detto, la creazione di nodi molecolari sempre più piccoli ha implicazioni significative nella realizzazione di materiali migliori. Allo stesso tempo, può aiutarci a comprendere meglio i nodi microscopici presenti nel nostro patrimonio genetico, nell’RNA e nelle proteine. O a infrangere un altro, minuscolo record.