Kokoelmat

Suurin läpimurto luo ensimmäisen kerran syklokarbonin, puhtaiden hiiliatomien renkaan

Suurin läpimurto luo ensimmäisen kerran syklokarbonin, puhtaiden hiiliatomien renkaan

IBM-tutkimus

Tutkijat ovat vihdoin luoneet tärkeän molekyylirakenteen, syklohiilen, joka oli itsepintaisesti välttänyt kemistien pyrkimyksiä syntetisoida yli 50 vuoden ajan ja jolla voi olla avain molekyylimittaisten puolijohteiden luomiseen erilaisilla tieteellisillä ja teollisilla sovelluksilla.

Tutkijat syntetisoivat puhtaan hiiliatomin renkaan ja luovat kaikkien aikojen ensimmäisen syklohiilen

Vuosikymmenien ajan kemistit ovat yrittäneet onnistuneesti luoda ehdotettua rakennetta hiilimolekyyleille, jotka he tiesivät olevan mahdollista, mutta joiden luominen osoittautui vaikeuttavaksi. Lähin kukaan koskaan tuli, oli löytää todisteita näistä rakenteista reaktiivisissa kaasuissa, mutta se esti reaktiivisesti niiden eristämisen ja vahvistamisen. Nyt IBM Researchin ja Oxfordin yliopiston tutkijat ovat julkaisseet uuden lehden Tiede tällä viikolla, joka ilmoitti tämän rakenteen onnistuneesta luomisesta ja kuvantamisesta ensimmäistä kertaa, paljastaen 18 hiiliatomia yhdistettynä muodostaen täydellisen renkaan, joka tunnetaan syklohiilenä.

LIITTYVÄT: GRAAFEENISTA VOI TULEA TULLA SEURAAVA SUPERCONDUCTOR, JULKAISEE UUDEN TUTKIMUKSEN

Japanin Osakan yliopiston kemisti Yoshito Tobe sanoi, että syklohiilen synteesi ensimmäistä kertaa oli uskomaton saavutus IBM: n ja Oxfordin tiimille.

"Monet tutkijat, myös minä, ovat yrittäneet siepata syklihiilivetyjä ja määrittää niiden molekyylirakenteet, mutta turhaan", Tobe sanoi.

Hiili on yksi yleisimmistä elementeistä maailmankaikkeudessa, ja riippuen siitä, miten hiili rakentuu, hiiliatomit voivat tuottaa erilaisia ​​hiilimolekyylejä, joita kutsutaan allotrooppeiksi. Näillä hiilen muodoilla voi olla erilaisia ​​ominaisuuksia kuin kaikilla muillakin kemiallisilla yhdisteillä, jolloin molemmat voidaan valmistaa kirkkaita timantteja, joilla on korkea kovuus ja sellaiset tummat, läpinäkymättömät ja kalkkihiilipalat, joita taiteilijat käyttävät luonnostöissä. puhdasta hiiltä.

Ero on siinä, kuinka monta muuta hiiliatomia tietty hiiliatomi sitoutuu materiaaliin. Timantissa kukin hiiliatomi sitoutuu neljään muuhun hiiliatomiin sen ympärillä, kun taas grafiitissa ja grafeenissa kukin hiiliatomi sitoutuu kolmeen naapuriinsa. Muut sidokset ovat kuitenkin mahdollisia, ja kemistit keskustelivat syklihiilivetyjen rakenteesta, teoreettisista rakenteista, jotka sitoutuisivat vain kahteen muuhun hiiliatomiin, jotka voitaisiin järjestää muodostamaan suljettu silmukka tai rengas.

Syklohiilen syntetisoimiseksi tutkimusryhmä aloitti kolmion muotoisella molekyylillä, joka koostui hiilestä ja hapesta ja käytti sähkövirtoja manipuloimaan sen rakennetta, poistamalla happi ja ylimääräinen hiili lopulta tuottamaan kaivattua rengasta, joka tunnetaan nimellä hiili-18 .

Ryhmä Oxfordin kemistejä valmisteli erityisen hiili- ja happirakenteen, jota IBM: n tutkimusryhmä Zürichissä, Sveitsissä modifioi sähkövirroilla, kuorien pois atomien tapaa, jolla kuvanveistäjä vei pois ylimääräisen kiven paljastaakseen veistoksen alla. Monien yritysten jälkeen IBM: n tutkijat leikkasivat viimeisen ylimääräisen happi- ja hiiliatomin paljastaen viimeisen 18 hiiliatomin renkaan. "En koskaan ajatellut näkevän tätä", sanoi kemisti ja Oxford-tiimin jäsen Lorel Scriven.

Alustavat testit on tehty kuvaamaan lopulta hiili-18: n ominaisuuksia, joka on yksi rakenteen suurimmista mysteereistä. Rohkaisevassa tuloksessa hiili-18 näyttää olevan puolijohtava, mikä avaa mahdollisuuden käyttää hiili-18: n suoristusketjuja molekyylimittakaavan elektronisten komponenttien luomiseen.


Katso video: Enduro. Renkaanvaihto opetus (Tammikuu 2022).