这里是科学美国人——60秒科学
数学家思考的谜题有很多,其中一个就是打结的新方法 。“数学家已经想出了超过60亿种不同的打结方法 。”大卫·利是英国曼彻斯特大学的化学家 。
他表示,困难之处在于打结的过程 。“我能看到针织毛衣并不意味着我可以织一件毛衣 。”利和他同事感兴趣的是打“分子”结,即用比人类头发细1万倍的线来打结 。
“你不能像绑鞋带一样抓住分子的两端来打结 。因为它们太小了 。你要让分子自己折叠,以精确地方式按你所需要的进行打结 。”
继续鞋带的类比分析,还记得你学习系鞋带的时候,你的妈妈或者爸爸会把手指放到结的中间,以使打结更容易吗?利和他的团队做了类似的事情,不过他们用金属离子代替“手指”来打结 。然后,只有192原子长的小分子链围绕金属离子聚集起来 。
“然后妈妈抽出手指,而我们提取出金属离子,最后只剩下打得结 。” 这是人工合成的最复杂的分子结 。该研究结果发表在《科学》期刊上 。
在石器时代,对我们的祖先来说打结非常有用:“渔网、有把手的斧头以及通过编织物保暖 。”利表示,结在分子世界也一样非常有用,比如更坚韧的辫状聚合物,或是更好的凯夫拉尔纤维 。
但是毕竟我们有60亿种结可以选择 。“童子军知道,不同的结有不同的特征,适合于特定的任务 。”利自己也曾经是一名童子军 。“当时我认为打结非常难,我长大了以后也没觉得打结简单 。”
谢谢大家收听科学美国人——60秒科学 。我是克里斯托弗·因塔利亚塔 。
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