Para peneliti telah menciptakan molekul dengan topologi baru yang menyerupai setengah pita Möbius, yang memerlukan empat putaran untuk kembali ke titik awal. Struktur tersebut, terbuat dari 13 atom karbon dan dua atom klorin, dirakit di permukaan emas pada suhu rendah. Penemuan ini menyoroti kemajuan potensial dalam rekayasa molekuler dan simulasi kuantum.
Para kimiawan yang dipimpin Igor Rončević di University of Manchester di Inggris telah mengembangkan molekul yang menampilkan bentuk “setengah-Möbius” yang belum pernah terjadi sebelumnya, yang digambarkan dua kali lebih tidak biasa daripada pita Möbius tradisional. Pita Möbius, pita melingkar dengan satu belokan, memerlukan melintasi lingkaran dua kali untuk kembali ke sisi awal. Sebaliknya, molekul baru ini menuntut empat putaran penuh bagi partikel kuantum untuk menyelesaikan jalurnya kembali ke asal usulnya. nnMolekul tersebut terdiri dari cincin yang dibentuk oleh 13 atom karbon dan dua atom klorin, yang dibangun di permukaan emas tipis dalam kondisi sangat dingin. Alat khusus, termasuk mikroskop gaya atom dan mikroskop terowongan pemindaian, digunakan untuk menempatkan atom-atom tersebut dan memeriksa sifat elektron. Elektron dalam struktur ini delokalisasi melintasi cincin, berperilaku seperti gelombang dan menghasilkan belokan khas melalui interaksi mereka. nnRončević menyatakan, “Molekul ini sangat baru dan sangat tidak terduga. Daya tariknya bukan hanya karena kami membuat molekul dengan topologi tidak biasa, tetapi kami juga menunjukkan bahwa topologi ini mungkin, dan tidak ada yang benar-benar memikirkannya.” nnMenerapkan denyut elektromagnetik kecil memungkinkan tim mengubah kiralitas molekul dari kiri ke kanan atau menghilangkan belokan sepenuhnya, menunjukkan kontrol topologi sesuai permintaan. Untuk memvalidasi struktur, simulasi dijalankan pada komputer konvensional dan komputer kuantum IBM. Ivano Tavernelli di IBM menekankan, “Ini adalah contoh bagaimana komputer kuantum sudah dapat berguna untuk masalah kimia dunia nyata,” khususnya untuk memodelkan interaksi elektron kompleks. nnPara ahli memuji karya tersebut. Gemma Solomon di University of Copenhagen menyebutnya “pencapaian luar biasa di berbagai dimensi: kimia organik, ilmu permukaan, nanobilim, dan kimia kuantum.” Kenichiro Itami di RIKEN menggambarkannya sebagai “studi indah dan menginspirasi yang membawa konsep topologi abstrak secara hidup ke ranah kimia molekuler,” sambil menyebutnya prestasi teknis gemilang. Dongho Kim di Yonsei University menyoroti potensi kemampuan penukar tersebut untuk aplikasi sensor, seperti respons terhadap medan magnet. nnTemuan tersebut dipublikasikan di Science (DOI: 10.1126/science.aea3321).