Un fil souple enroulé en anneau a été enfermé dans une petite boîte remplie de liquide. Il peut soit absorber l'eau et gonfler comme une éponge, soit repousser l'humidité et se contracter en une boule serrée. Le choix entre ces états dépend de la présence d'un nœud sur le fil — et de quel nœud il s'agit.
La raison réside dans l'entropie, la mesure du désordre. Le nœud limite les courbures possibles du fil, modifiant l'équilibre entre la tendance à l'ordre et au chaos. Même un simple nœud trèfle déplace nettement le point critique où l'éponge se transforme en boule.
De manière inattendue, cette géométrie moléculaire ne fonctionne pas seulement dans les polymères artificiels de carbone. À l'intérieur des cellules, l'ADN et les protéines s'emmêlent constamment en nœuds, et leur forme régule les processus biologiques. En contrôlant les nœuds, on pourrait créer des nanomachines qui changent de forme sur commande.
La protéine anhydrase carbonique porte un nœud trèfle qui empêche la molécule de se déplier à la chaleur — comme un verrou moléculaire.