Nanowatchmaker: forskare har lärt sig att omordna atombindningar inom en enda molekyl

Ett internationellt team av forskare har utvecklat en ny teknik som selektivt kan byggas om

bindningar mellan atomer inom en molekyl. Genombrottet möjliggör oöverträffade nivåer av kontroll över de kemiska bindningarna inom dessa strukturer.

Molekyler är uppbyggda av kluster av atomer och ärprodukten av arrangemanget av dessa atomer inom. Om syremolekyler innehåller samma återkommande typ av atomer, är sockermolekyler uppbyggda av kol, syre och väte.

Forskare har arbetat med så kallad "selektiv kemi" under en tid, vars mål är – bildar exakt den typ av kemiska bindningar mellan atomer som de behöver.

Dessa så kallade molekylära maskiner varÄmnet för 2016 års Nobelpris i kemi, som vanns av den nederländska forskaren Ben Feringa för hans skapande av en "molekylär bil" som drivs av molekylära motorer som snurrar med 12 miljoner varv per sekund.

Ny forskning fokuserar på molekylerkända som strukturella isomerer, som har samma atomsammansättning men ett annat arrangemang av bindningar mellan atomer. Med hjälp av spetsen på ett skanningssondmikroskop för att applicera olika spänningspulser visade teamet att de selektivt kunde omordna kemiska bindningar: en molekyl med en 10-ledad kolring i mitten kunde förvandlas till en molekyl med en fyra- och en åtta- ring, eller en molekyl med två sexledade ringar i mitten.

Dessa reaktioner var också reversibla, det vill sägateamet kunde bryta och bilda olika bindningar efter behag och i själva verket växla mellan molekylära strukturer på ett kontrollerat sätt. Denna form av "selektiv kemi" beskrevs av teamet som utan motstycke.