Solmun muodostamassa molekyylissä on 160 atomia.
Solmun muodostamassa molekyylissä on 160 atomia.

Suomalais-brittiläinen tutkimusryhmä sai synteettiseen molekyyliin maailman monimutkaisimman solmurakenteen.

Suomalaiset ja englantilaiset tutkijat ovat saaneet aikaan maailman monimutkaisimman yksittäisestä molekyylistä rakennetun solmun. Suomessa tutkimusryhmää veti Jyväskylän yliopiston akatemiaprofessori Kari Rissanen.

Synteettisen molekyylin 160 atomin ketju muodostaa niin sanotun viisinkertaisen eristetyn solmun. Tässä Salomonin solmuksikin kutsutussa solmurakenteessa ketjun loppupää liittyy sen alkupäähän, joten solmu on "kiinni". Molekyylisolmun kolmiulotteinen rakenne hahmottuu hyvin oheisesta pyörivästä kiderakennekuvasta.

Solmumaisia molekyylirakenteita on havaittu yhä useammin sekä luonnollisissa että keinotekoisissa makromolekyyleissä, ja ne ovat olleet kiivaan perustutkimuksen kohteena jo lähes 20 vuoden ajan.

Luonnossa solmurakenteet tulevat vastaan dna:ssa ja proteiineissa. Myös monista polymeereistä on löydetty solmurakenteita. Solmuinen molekyylirakenne vaikuttaa aineen ominaisuuksiin: se vastaa pääosin esimerkiksi luonnonkumin kimmoisuudesta.

Uusi molekyylisolmu on monimutkaisin koskaan aikaansaatu, johon ei liity dna:ta. Solmussa on viisi risteyskohtaa. Aikaisemmat yritykset tuottaa yli kolmen risteyskohdan molekyylisolmuja ovat epäonnistuneet.

Kaiken huipuksi molekyyli hakeutuu solmuunsa itse. Molekyylin rakennusaineet ohjelmoitiin niin sanotulla itsejärjestäytymistekniikalla kietoutumaan halutunlaiseksi solmuksi kemiallisessa reaktiossa.

Kolmiulotteisen Salomonin solmun onnistuminen varmennettiin ydinmagneettisella spektroskopialla, massaspektrometrilla ja röntgenkristallografialla. Molekyyli on vain 16 nanometrin mittainen.

Tutkijat uskovat, että nyt käytetyillä menetelmillä voidaan jatkossa rakentaa vieläkin monimutkaisempia molekyylirakenteita ja saada tietoa näiden rakenteiden vaikutuksista. Molekyylitason tieto voi auttaa rakentamaan entistä parempia, aivan uudenlaisia materiaaleja. 

Tutkimuksen julkaisi Nature Chemistry.