Nyt grej i kemikernes værktøjskasse: Lego-molekyler

Med de nye kemiske byggeblokke kan man som her illustreret let lave forskellige topologiske strukturer, da molekylerne kan klikke sig sammen på samme vis som Lego-klodser. Illustration: American Chemical Society

I sin berømte tale 'There is plenty of room at the bottom' 29. december 1959 stillede fysikeren Richard Feynman bl.a. spørgsmålet:

'Hvad ville materialeegenskaberne være, hvis vi kunne forbinde atomerne lige præcis, som vi ønsker det?'.

Mange år senere blev det udgangspunktet for nanovidenskab og nanoteknologi.

Udgangspunktet er polyoligosilsesquioxan (POSS). Illustration: American Chemical Society

I en artikel i ACS Central Science skriver en forskergruppe anført af Stephen Zheng fra University of Akron i Ohio, USA, at i kemikernes sprogbrug er det ikke alene nødvendigt at designe og fremstille de primære kemiske strukturer, men også at kunne kontrollere større molekyler for mest effektivt at kunne overføre og forstærke de mikroskopiske egenskaber til makroskopiske materialer.

De har nu vist, hvordan dette kan gøres med udgangspunkt i såkaldte POSS-nanopartikler (POSS = polyoligosilsesquioxan).

Disse er udstyret med klik-håndtag i form af dibenzocyclooctyne (C16H12) også kaldet DIBO og aldehyd (R-CHO).

De udgør såkaldte ‘ortogonale’ ender, så molekylerne kun klikke sig sammen med andre molekyler på helt bestemte måder, præcis som det er tilfældet med Lego-klodser.

Forskerne forklarer, at det gør det muligt, at arrangere deres molekyler eller 'nanoatomer' på hvilken som helst måde, som Feynman forestillede sig.

De har vist, at de kan lave forskellige strukturer i form af terninger, hjul og sandwichlag.

De konkluderer i deres artikel, at dette alene ikke alene er videnskabeligt spændende, det er også teknologisk relevant.