«فریزر استودارت» (Fraser Stoddart) و هم‌کارانش در دانشگاه کالیفرنیا، لس‌انجلس، کاتنان‌هایی ساخته‌اند که خودبه‌خود جفت می‌شوند.

به‌گزارش سایت «انجمن سلطنتی شیمی» (Royal Society of Chemistry) (RSC)، «فریزر استودارت» (Fraser Stoddart) و هم‌کارانش در دانشگاه کالیفرنیا، لس‌انجلس، کاتنان‌هایی ساخته‌اند که خودبه‌خود جفت می‌شوند. سه مولکول ماکروحلقه به هم می‌چسبند که زنجیره‌ی کوتاهی تشکیل می‌دهند.

«استودارت» می‌گوید: هدف نهایی ساختن پلی‌کاتنان‌ها است که انتظار می‌رود خواص بسیار متفاوتی نسبت به پلی‌مرهای امروزی داشته باشند.

مقایسه‌ی بین پلی‌مر کلاسیک و پلی‌مر زنجیره‌ای شده‌ی مکانیکی آموزنده است. هر دو با دوام‌اند ولی زنجیره انعطاف‌پذیر و نرم است و قابلیت سازگار شدن با تغییرات بزرگتر را دارد در حالی که تمامیت و استحکام خود را حفظ می‌کند.

ماکروحلقه‌ی سیکلو بیس (پاراکوات- پارا- فنیلین) - آبی رنگ در شکل – دو حلقه‌ی ماکروی اترتاجی – قرمز رنگ در شکل – را به هم وصل کرده و زنجیره را ساخته است.

کاتنان ساخته شده توسط «استودارت» از یک ماکرو مولکول حلقوی مرکزی الکترون‌گیرنده تشکیل شده است که تحت شرایط آزمایش می‌شکند و قبل از اینکه بسته شود به اترهای الکترون‌دهنده اجازه‌ی پیچ‌خوردن درون خود را می‌دهد.

این فرآیند تحت کنترل ترمودینامیکی انجام می‌شود و در نتیجه تعادلی و برگشت‌پذیر است.

مخلوط تعادلی به دلیل برهم‌کنش‌های پیوندی در میان حلقه‌ها - برای بسته شدن زنجیره – به شدت تمایل به محصول زنجیری دارد.

«جیمز وینسنر» (JamesWisner)- کسی که در دانشگاه «وسترن انتاریو»ی کانادا (Western Ontario, Canada)بر روی کاتنان‌ها کار می‌کند- می‌گوید: این کار نشان می‌دهد که سیستم‌های چند محتوایی با این الگوهای بزرگ امکان تهیه‌ی مواد کاتنانی با بازده بسیار بالا را ایجاد می‌کند.

گسترش الگوهای دینامیک شیمی کوالانسی برای این سیستم‌ها فرصت‌های بسیار جدیدی برای ساخت مولکول‌های حلقوی و دستگاه‌های مولکولی با بازده بالا باز می‌کند.

«استودارت» می‌گوید: محصول کاتنان با بازده 91 درصد جداسازی شده است، 9 درصد دورتر از آن‌چه که برای ساخت ماکرو مولکول‌ها نیاز است.

ولی امیدواریم زمانی که حلقه‌های بزرگتری تولید می‌کنیم یک فوق پایداری در فعل و انفعال بسیاری از پیوند‌ها وجود داشته باشد.
زمانی که به ساختارهای بزرگ‌تر و پیچیده‌تر می‌رسیم- اگر طراحی را درست انجام داده باشیم- این حق را داریم که بگوییم: بزرگ‌تر بودن الزاما به معنی سخت‌تر بودن نیست.

ماکروحلقه‌ی
سیکلو بیس (پاراکوات- پارا- فنیلین) 
(آبی)
دو حلقه‌ی ماکروی اترتاجی
(قرمز)
را به هم وصل کرده و زنجیره را ساخته است.

کاتنان‌ها زنجیره‌های پیچیده‌ای هستند که از به هم پیوستن انواع مختلف حلقه‌های مولکولی تشکیل می‌شوند. اتصال در این زنجیره‌ها با پیوند کوالانسی انجام می‌گیرد، بنابر‌این ساختارهای پایداری هستند.