Гибкую полимерную нить, замкнутую в кольцо, поместили в микроскопический объём с жидкостью. Такая система способна либо поглощать воду и набухать, подобно губке, либо выталкивать влагу и сжиматься в плотный клубок. Переключение между этими состояниями определяется наличием и типом узла на нити.

Механизм кроется в энтропии — мере молекулярного беспорядка. Узел накладывает топологические ограничения на возможные конформации полимера, смещая энтропийный баланс между стремлением к хаосу и упорядоченностью. Даже простейший узел-трилистник (тривиальный узел с тремя пересечениями) существенно сдвигает критическую точку перехода, где набухшая губка коллапсирует в компактный клубок.

Примечательно, что эта молекулярная геометрия проявляется не только в синтетических углеродных полимерах. Внутриклеточные биополимеры — ДНК и белки — постоянно запутываются в узлы, и их топология регулирует биологические функции. Понимание принципов управления узлами открывает путь к созданию наномашин, обратимо меняющих форму по внешнему сигналу.