Le plus petit et le plus serré des nœuds accidentellement réalisé avec 54 atomes
Qu’il s’agisse des lacets de nos chaussures ou des fils de nos écouteurs, nous avons tous fait accidentellement des nœuds que nous ne pouvons pas démêler, mais nous ne nous attendons pas ainsi à remporter des records du monde. C’est pourtant ce qu’ont fait des scientifiques, en réalisant accidentellement le nœud le plus petit et le plus serré du monde dans une minuscule structure composée de seulement 54 atomes.
Image d’entête : représentation d’un nœud de tréfle en 3 dimension. (Wikimedia)
Les chercheurs produisaient des réactions chimiques pour créer de petites chaînes en or, lorsqu’une réaction a mal tourné et a créé une chaîne qui s’est nouée spontanément en un nœud de tréfle. Ce nœud à trois boucles ressemble à un bretzel, sauf que les extrémités libres sont fusionnées.
En y regardant de plus près, ce nœud involontaire a en fait battu deux records du monde. Comme il ne contient que 54 atomes, il s’agit du plus petit nœud jamais réalisé, battant le précédent record de 69 atomes établi (volontairement) en 2020. Ce nouveau nœud est également le plus serré jamais réalisé, ce qui se mesure par le “taux de croisement de la dorsale” (BCR pour Backbone Crossing Ratio), les plus petits chiffres indiquant des nœuds plus serrés. Le nouveau nœud a atteint un BCR de 23, devançant de peu les 24 du précédent nœud le plus serré.
A partir de l’étude : schéma du nouveau nœud, qui a obtenu les records du monde du plus petit et du plus serré. (Zhiwen Li et col./ Nature Communications)
En fait, il existe une branche entière des mathématiques consacrée au noeud, la théorie des nœuds. Les étudier ne consiste pas seulement à trouver des moyens plus efficaces de lacer ses chaussures : ils peuvent aider à expliquer des choses aussi extrêmes que la raison pour laquelle l’univers est tridimensionnel ou, plus concrètement, comment l’ADN et les protéines se nouent naturellement en nœuds. Dans ce dernier cas, cela permet d’apprendre à fabriquer de meilleurs médicaments, produits chimiques et matériaux.
Pour l’instant, les chercheurs émettent l’hypothèse que des nœuds plus petits, composés de 49 atomes seulement, pourraient être réalisés à l’aide de la même structure. Reste à savoir si des nœuds encore plus petits sont possibles.
L’étude publiée dans Nature Communications : Self-assembly of the smallest and tightest molecular trefoil knot.