Bilim insanları, [Au6{1,2-C6H4(OCH2CC)2}3{Ph2P(CH2)4PPh2}3] formülüyle tanımlanan, kendi kendine birleşip düğüm oluşturan bir molekül geliştirdi. Bu yenilik, en küçük ve en sıkı moleküler düğüm rekorunu kırmayı başardı. Geliştiriciler, başlangıçta altı altın atomunu vurgulayarak bu molekülü Au6 olarak adlandırıyor. Moleküllerin diğerlerini nasıl etkilediği, sadece onları oluşturan elementlere değil, aynı zamanda bu elementlerin nasıl bir araya geldiğine de bağlıdır.
Karmaşık moleküller, farklı şekillerde katlanabilir ve bazen sadece belirli bir yapı, istenen biyolojik etkileri ortaya çıkarabilir. Bu tür katlanmaları öngörmek ve kontrol etmek, bilim dünyasında en zor sorunlardan biri olarak kabul edilmektedir. Bu sorunların çözümünde, bilgisayar teknolojisinin etkisi giderek artmaktadır. Düğümler, bu karmaşık süreçlerin en uç noktasını temsil etmektedir.
Uzun ve ince atom zincirlerini düğümlemek oldukça zor bir iştir. Molekülleri düğümlemenin yollarını keşfetmek, insanlığın daha pratik düğümleme becerilerini geliştirmesine katkı sağlayabilir. DNA, RNA ve birçok protein, insan müdahalesi olmadan doğal olarak düğümlenmektedir. Bu nedenle, bilim insanlarının kendi moleküler düğümlerini oluşturabilmesi, bu hayati moleküllerin davranışlarını daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir.
Düğümlerin Sınıflandırılması ve Au6’nın Özellikleri
Düğümler, geçiş sayısına göre sınıflandırılır. Au6, üç geçişli, önemsiz olmayan düğümün en basit formunu oluşturur ve bu yapı, yonca olarak adlandırılır. Kimyacılar, moleküler düğümlerin sıkılığını fiziksel olarak ölçemediklerinden, düğümlü iplikçikteki atom sayısını geçiş sayısına bölerek temsili bir değer elde ederler. Geçiş başına atom sayısı ne kadar azsa, düğüm o kadar sıkı kabul edilir.
Western Ontario Üniversitesi’nden Profesör Richard Puddephatt ve ekibi tarafından üretilen Au6, yalnızca 54 atom içermektedir. Bu sayı, 69 atomdan oluşan önceki rekorla karşılaştırıldığında dikkat çekici bir başarıdır. Ayrıca, 76’dan az atomdan oluşan organik yonca düğümüne de ulaşılamamıştır. Daha büyük düğümler ve daha fazla geçiş, 24’e kadar düşük sıkılık skorlarına ulaşabilmişken, Au6’nın 54 atomu ve 18’lik sıkılık skoru, şimdiye kadar oluşturulan tüm molekülleri geride bırakmaktadır. Teorik modeller, bir düğüm için minimum 50 atom gerektiğini öne sürmektedir.
Üretim Süreci ve Tesadüfî Keşif
Au6, daha önceki çalışmalardan farklı bir yöntemle üretilmiştir. Puddephatt, New Scientist’e yaptığı açıklamada, bunun bir “kaza” sonucu gerçekleştiğini belirtti. Ekip, farklı moleküller içeren iki sıvıyı, birbirine bağlı ancak düğümlenmemiş yapılar olan katenan zincirleri oluşturmak amacıyla karıştırıyordu. Ürünü incelemek için X-ışını kristalografisi kullanıldığında, katenanlardan bazılarının kendiliğinden yonca düğümleri olarak birleştiği gözlemlendi.
Puddephatt, “Altın asetilid ve fosfin ligandlarının birçok kombinasyonunu denedik ve bunlara daha önce hiç yonca düğümü oluşturmamıştı,” diyerek, “Bu durumda bunun olacağını tahmin etmemiştik, bu yüzden tesadüf oldu,” şeklinde ekledi.
Bu önemli çalışma, Nature Communications dergisinde yayınlandı.
