Les formes hélicoïdales sont très familières dans le monde naturel et, au niveau moléculaire, d'ADN, le modèle même de la vie elle-même.

Des scientifiques de l'Université de Bristol ont maintenant découvert que les chaînes carbonées peuvent également adopter des formes hélicoïdales, mais, contrairement à l'ADN, la forme dépend du nombre d'atomes dans la chaîne, avec des chaînes ayant des nombres pairs d'atomes de carbone adoptant des hélices, des formes et des chaînes de type fusilli avec des nombres impairs d'atomes de carbone adoptant une disquette, des formes semblables à des spaghettis.

La différence, dit l'équipe de recherche, entre l'ordre et le chaos est un seul atome de carbone. Leur étude est publiée aujourd'hui dans la revue Chimie de la nature .

Les chaînes en carbone sont comme des spaghettis - elles sont plutôt souples et adoptent un ensemble de formes aléatoires et en constante évolution.

L'équipe de Bristol, de l'École de chimie de l'Université, ont montré qu'en insérant judicieusement des substituants méthyle le long des chaînes carbonées, ils pouvaient contrôler leur forme afin d'adopter des conformations linéaires (penne) ou hélicoïdales (fusilli) bien définies.

Les conformations hélicoïdales peuvent adopter des hélices droites ou gauches et l'équipe s'est intéressée à savoir ce qui contrôlait quelle hélice s'était formée.

Auteur principal, Professeur Varinder Aggarwal, a déclaré:"Nous avons été étonnés de constater que la longueur de la chaîne carbonée (nombre d'atomes de carbone) contrôlait la formation de l'hélice droite ou gauche.

"Encore plus surprenant était que les chaînes carbonées avec un nombre pair d'atomes formaient des structures hélicoïdales bien définies (fusilli) mais les chaînes carbonées impaires étaient beaucoup plus souples et de forme plus aléatoire (spaghetti).

"Le changement de propriétés d'une série de molécules homologues causé par l'ajout unique d'un atome de carbone supplémentaire est extrêmement rare - il en résulte ici la différence entre l'ordre et le chaos."

Ce type d'effet pair-impair a été observé dans certaines propriétés en vrac, comme dans les tapis d'alcanethiols sur une surface d'or, mais de tels comportements en solution ne sont pas bien reconnus ou compris.

Par le calcul et la mesure des propriétés moléculaires, Le professeur Aggarwal et son équipe ont pu bien comprendre l'origine de cet effet pair/impair qui est contrôlé par les groupes terminaux.

Lorsque les groupes d'extrémité promeuvent tous deux le même sens de l'hélicité, une structure ordonnée est obtenue, mais quand chaque extrémité favorise une hélice opposée, des structures chaotiques sont obtenues.

Pour les futures applications technologiques, ces découvertes fondamentales guideront la conception de molécules avec la conformation souhaitable, et propriétés physiques.

Les chaînes carbonées avec un nombre pair d'atomes conduiront à des molécules avec des formes hélicoïdales bien définies pour leur application comme matériaux rigides non commutables ou comme échafaudages pour la présentation d'éléments de reconnaissance moléculaire.

Les hélices sont une structure fondamentale des molécules biologiques (ADN, protéines) et il est fascinant d'imaginer les analogies avec des molécules du type de celles décrites dans l'étude.

Le professeur Aggarwal a ajouté :« Les chaînes de carbone avec un nombre impair d'atomes se sont avérées adopter une forme plus souple et plus aléatoire.

« Nous étudions maintenant si la forme de ces chaînes peut en fait être contrôlée en manipulant les groupes aux extrémités de la chaîne. Cela peut nous permettre de passer d'un sens de vis à un autre pour des applications dans des matériaux réactifs.