Zbirke

Glavni preboj ustvari prvi ciklokarbon, obroč čistih ogljikovih atomov

Glavni preboj ustvari prvi ciklokarbon, obroč čistih ogljikovih atomov

IBM Research

Raziskovalci so končno ustvarili pomembno molekularno strukturo, ciklokarbon, ki se je trdovratno izmikal prizadevanjem kemikov za sintezo že več kot 50 let in ki je lahko ključ do ustvarjanja polprevodnikov molekularnega obsega z različnimi znanstvenimi in industrijskimi aplikacijami.

Znanstveniki sintetizirajo obroč čistih ogljikovih atomov in ustvarijo prvi ciklokarbon

Desetletja so kemiki poskušali in jim ni uspelo uspešno ustvariti predlagane strukture za molekule ogljika, za katero so vedeli, da je mogoča, vendar se je izkazalo za obtežujoče težko. Najbližje, kdo je kdajkoli prišel, je bilo najti dokaze za te strukture v reaktivnih plinih, vendar jim je to reaktivno preprečilo, da bi jih izolirali in potrdili. Zdaj so raziskovalci pri IBM Research in Univerzi v Oxfordu v reviji objavili nov članek Znanost ta teden, ki je prvič doslej napovedal uspešno ustvarjanje in slikanje te strukture, ki je razkrilo 18 atomov ogljika, povezanih skupaj, da tvorijo celoten obroč, znan kot ciklokarbon.

POVEZANE: GRAFENA LAHKO SAMO POSTANE NASLEDNJI NADZVODNIK, RAZKRIJ NOVO RAZISKAVO

Yoshito Tobe, kemik z univerze Osaka na Japonskem, je dejal, da je bila sinteza ciklokarbona prvič neverjeten dosežek za ekipo pri IBM-u in Oxfordu.

"Mnogi znanstveniki, vključno z mano, so poskušali zajeti ciklokarbone in določiti njihove molekularne strukture, a zaman," je dejal Tobe.

Ogljik je eden najpogostejših elementov v vesolju in odvisno od tega, kako se ogljik strukturira sam, lahko ogljikovi atomi tvorijo različne molekule ogljika, imenovane alotropi. Te različne oblike ogljika imajo lahko različne lastnosti, tako kot katera koli druga kemična spojina, tako da je mogoče izdelati prozorne diamante z visoko stopnjo trdote in tiste vrste temnih, neprozornih in kredastih grudic oglja, ki jih umetniki uporabljajo za risanje del. čistega ogljika.

Razlika je v tem, s koliko drugimi atomi ogljika se dani atom ogljika veže v materialu. V diamantu se vsak atom ogljika veže s štirimi drugimi atomi ogljika okoli sebe, medtem ko se v grafitu in grafenu vsak atom ogljika veže s tremi svojimi sosedi. Možne pa so tudi druge vezi in kemiki so razpravljali o strukturi ciklokarbonov, teoretičnih strukturah, ki bi se povezale le z dvema ogljikovima atomoma, ki bi jih lahko uredili tako, da bi ustvarili zaprto zanko ali obroč.

Za sintezo ciklokarbona je raziskovalna skupina začela z molekulo trikotne oblike iz ogljika in kisika in z električnimi tokovi manipulirala z njeno strukturo, odstranjevanjem kisika in odvečnega ogljika, da bi sčasoma ustvarila dolgo iskani obroč, znan kot ogljik-18 .

Skupina kemikov iz Oxforda je pripravila specifično strukturo ogljika in kisika, ki jo je IBM-ova raziskovalna skupina v Zürichu v Švici prilagodila z električnimi tokovi in ​​odstranila atome tako, kot kipar odseka odvečni kamen, da bi odkril skulpturo pod njim. Po mnogih poskusih so IBM-ovi raziskovalci odrezali še zadnji odvečni atom kisika in ogljika, ki je razkril zadnji obroč z 18 atomi ogljika. "Nikoli si nisem mislila, da bom to videla," je povedala Lorel Scriven, kemik in član ekipe iz Oxforda.

Začetni testi so bili opravljeni, da bi končno opisali lastnosti ogljika-18, ene največjih skrivnosti strukture. V spodbudnem rezultatu se zdi, da je ogljik-18 polprevodniški, kar odpira možnost uporabe poravnanih verig ogljika-18 za ustvarjanje elektronskih komponent molekularnega obsega.


Poglej si posnetek: DEVITO - UH (Januar 2022).