Nodo molecolare

In chimica, un nodo molecolare, o knotano (dall'inglese knot, nodo), è un'architettura molecolare meccanicamente interconnessa che presenta analogia con un nodo macroscopico. Un nodo molecolare in una configurazione di nodo a trifoglio è chirale, possedendo almeno due enantiomeri.

Nome

I nodi molecolari sono chiamati anche "knotani" da alcuni chimici, un termine coniato da Fritz Vögtle et al. in Angewandte Chemie International Edition nel 2000 per analogia con rotaxano e catenano.^[1]^[2] Il termine tuttavia non è stato ancora adottato dalla IUPAC. Secondo la teoria esistono sei miliardi di tipi di nodi diversi^[3].

Nodi molecolari in natura

Esempi di knotani esistenti in natura sono rappresentati dal DNA e da certe proteine. La lattoferrina possiede un'insolita reattività biochimica in confronto al suo analogo lineare. Altri nodi molecolari di sintesi hanno una forma globulare distinta e dimensioni dell'ordine del nanometro che li rendono potenziali blocchi di costruzione in nanotecnologia.

Nodi molecolari artificiali

Gli unici tipi di nodi creati artificialmente sono di 3 tipologie^[3].:

Trifoglio^[3].
Otto^[3].
Pentafoglio^[3].

Il 13 gennaio 2017 viene pubblicato un articolo in cui David Leigh col suo gruppo di ricerca dell'Università di Manchester riescono a creare una struttura molecolare di 20 nanometri con il maggior numero di nodi mai creato artificialmente: 192 atomi disposti su 3 file che si incrociano 8 volte^[3].

Applicazioni pratiche

Lo studio di nodi molecolari può portare alla creazione di nuovi materiali più flessibili e più resistenti^[3].

Note

^ Lukin O, Vögtle F, Knotting and Threading of Molecules: Chemistry and Chirality of Molecular Knots and Their Assemblies, in Angewandte Chemie International Edition, vol. 44, n. 10, 2005, pp. 1456–1477, DOI:10.1002/anie.200460312, PMID 15704147.
^ Safarowsky O, Nieger M, Fröhlich R, Vögtle F, <1616::AID-ANIE1616>3.0.CO;2-Y A Molecular Knot with Twelve Amide Groups - One-Step Synthesis, Crystal Structure, Chirality, in Angewandte Chemie International Edition, vol. 39, n. 9, 2000, pp. 1616–1618, DOI:10.1002/(SICI)1521-3773(20000502)39:9<1616::AID-ANIE1616>3.0.CO;2-Y, PMID 10820452.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Nodi molecolari per i supermateriali di domani, in lescienze.it, 13-01-2017. URL consultato il 14-01-2017.

Voci correlate

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[1] Lukin O, Vögtle F, Knotting and Threading of Molecules: Chemistry and Chirality of Molecular Knots and Their Assemblies, in Angewandte Chemie International Edition, vol. 44, n. 10, 2005, pp. 1456–1477, DOI:10.1002/anie.200460312, PMID 15704147.

[2] Safarowsky O, Nieger M, Fröhlich R, Vögtle F, <1616::AID-ANIE1616>3.0.CO;2-Y A Molecular Knot with Twelve Amide Groups - One-Step Synthesis, Crystal Structure, Chirality, in Angewandte Chemie International Edition, vol. 39, n. 9, 2000, pp. 1616–1618, DOI:10.1002/(SICI)1521-3773(20000502)39:9<1616::AID-ANIE1616>3.0.CO;2-Y, PMID 10820452.

[192Scienze-3] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Nodi molecolari per i supermateriali di domani, in lescienze.it, 13-01-2017. URL consultato il 14-01-2017.

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