Вязание узлов – морских, хирургических и т. п. – полезный навык, требующий определённой сноровки и чёткости выполнения. Однако даже самые сложные узлы едва ли сравнятся с рекордом, установленным китайскими учёными, которые завязали самый маленький и плотный узел в истории – крошечную структуру из 54 атомов золота.

Учёные проводили эксперимент, один из этапов которого включал создание ацетиленидов металлов – миниатюрных цепочек из различных металлов, включая золото, для проведения различных органических реакций. В какой-то момент реакция по комбинации углеродных структур к ацетиленистым соединиям золота пошла не по плану, и цепочка атомов спонтанно свернулась в узел-трилистник – трёхпетлевую фигуру, напоминающую кренделёк или брецель с запаянными воедино кончиками. При более тщательном изучении оказалось, что случайный узелок побил сразу два рекорда.

Прежде всего он стал самым маленьким в мире, превзойдя предшественника из 69 атомов, к слову, завязанного нарочно в рамках исследования в 2020 году, а не из-за непредсказуемых отклонений процесса при проведении эксперимента. Кроме того, по коэффициенту пересечения цепочек он оказался самым плотным узлом в истории: его BCR (backbone crossing ratio) оценивается в 18 против 23 у прежнего рекордсмена. По словам исследователей, обычно молекулярные органические узлы подобной структуры имеют BCR в диапазоне 27-33. Считается, что узел-трилистник может оставаться стабильным при размере не менее 50 атомов, а значит учёные уже подошли к этому теоретическому порогу.

Исследователи признают, что пока им не удалось досконально разобраться в том, какие именно изменения произошли в ходе эксперимента, который привёл к спонтанному образованию крошечного узла. Стоит отметить, что формирование подобных узлов – случайное или намеренное – это не просто забавный лабораторный трюк. Микроскопические узлы образуются самостоятельно и естественным образом в природном контексте – в ДНК, РНК, различных белковых цепочках человеческого организма и пр. Таким образом, изучение механики их образования приближает учёных к пониманию природных паттернов. Кроме того, подобная информация будет полезной для открытия новых типов полимеров и / или пластиков, которые могут совершить эволюцию в широком спектре отраслей, начиная от лёгкой промышленности и заканчивая медициной.