Các nhà khoa học làm việc tại trường Đại học Edinburgh, Vương quốc Anh và Đại học Jyväskylä, Phần Lan, có thể tác động đến các phân tử ở cấp độ nano trong quá trình phản ứng hóa học nhằm gia tăng tính linh hoạt của vật liệu (giúp tạo ra loại nhựa nhẹ hơn, và bền hơn).

“Chúng tôi đã thành công trong việc ghép phân tử thành nút pentafoil, đây là thao tác phức tạp nhất ở cấp độ phân tử”, theo David Leigh, nhà nghiên cứu làm việc tại trường Đại học Edinburgh, Vương quốc Anh.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng: các nút pentafoil này sẽ giả lập đặc điểm của nút phức tạp được tìm thấy trong các protein và DNA vốn sẽ làm gia tăng đặc tính đàn hồi của vật liệu.

“Bất kỳ nhà khoa học nào cũng có thể lặp lại những gì chúng tôi đã làm bằng cách làm theo công thức mà chúng tôi đã phát hiện ra, và sử dụng các hoá chất đặc biệt do chúng tôi phát triển”, Leigh nói thêm.

Các nhà khoa học có thể kiểm soát chặt chẽ hơn quy trình tạo ra vật liệu mới nhờ vào các nút pentafoil này.

“Nút pentafoil và mối liên kết giữa các phân tử sẽ quyết định đặc tính đàn hồi của cao su và nhựa. Chính vì thế, việc thiết kế lại các phân tử (với các cấu trúc thắt nút cụ thể), chúng ta có thể giảm xóc và cải thiện đặc tính đàn hồi của vật liệu và nhựa”, Leigh cho biết thêm.

Các nhà nghiên cứu sử dụng kỹ thuật tự lắp ráp, tạo ra phản ứng hóa học trong đó các nguyên tử (về phương diện hóa học) đã được lập trình để (một cách tự phát) quấn chính mình vào nút cụ thể.

“Một trong những điều khó khăn nhất là sau khi ghép phân tử thành nút pentafoil là phải nhận thấy được cấu trúc của nút pentafoil này. Chúng tôi đã làm điều này bằng một kỹ thuật gọi là tinh thể lọc tia X để xác định vị trí chính xác của các nguyên tử trong phân tử, điều này được thực hiện trong khoảng thời gian hơn một năm”, Leigh cho biết.

“Kết quả của nghiên cứu này có tiềm năng ứng dụng trong vật liệu chế tạo tàu vũ trụ cho tới áo chống đạn”.