RanGe_LoveR
Пользователь
Хіміки вдруге в історії синтезували нову стабільну молекулу, що складається лише з атомів вуглецю — це кільце з 48 атомами. Хоча такі структури синтезували й раніше, за звичайних умов вони руйнувалися чи навіть вибухали. Атоми вуглецю в новій молекулі поводяться як у нескінченному ланцюзі — теоретичній структурі, у якій електричний заряд може нескінченно передаватися від одного атома до іншого. Тож нова молекула може знайти застосування в сонячних панелях і квантових пристроях. Дослідження опублікували в журналі Science.
Як вдалося створити молекулу, що не існує в природі?
У природі вуглець може утворювати алотропні модифікації — матеріали з однаковим складом, але різною структурою та властивостями, такі як графіт і алмаз. Досі науковцям вдалося синтезувати лише один клас молекул, які є алотропними модифікаціями вуглецю — фулерени, тобто сферичні молекули з 60 та більше атомів. Інші молекули були стабільними лише за екстремальних умов, зокрема дуже низьких температур чи високого тиску, або потребували підкладки для збереження структури. Це ускладнювало їх вивчення та практичне використання.
Щоб обійти це обмеження та синтезувати кільце з атомів вуглецю, хіміки використали циклічні структури з атомів інших елементів. Три таких цикли «надягли» на майбутню структуру, щоб атоми вуглецю в ній не стикалися між собою та з довколишніми атомами. Завдяки цьому вдалося отримати молекулу цикло-[48]-карбон [4]-катенан, яка залишалася стабільною за кімнатної температури протягом двох днів, у які науковці її вивчали. Таким способом можна стабілізувати й інші циклічні молекули вуглецю, тож відкриття науковців посприяє синтезу інших таких молекул, які можуть знайти застосування в електроніці завдяки своїй провідності та здатності передавати електричний заряд всередині циклу.
Як вдалося створити молекулу, що не існує в природі?
У природі вуглець може утворювати алотропні модифікації — матеріали з однаковим складом, але різною структурою та властивостями, такі як графіт і алмаз. Досі науковцям вдалося синтезувати лише один клас молекул, які є алотропними модифікаціями вуглецю — фулерени, тобто сферичні молекули з 60 та більше атомів. Інші молекули були стабільними лише за екстремальних умов, зокрема дуже низьких температур чи високого тиску, або потребували підкладки для збереження структури. Це ускладнювало їх вивчення та практичне використання.
Щоб обійти це обмеження та синтезувати кільце з атомів вуглецю, хіміки використали циклічні структури з атомів інших елементів. Три таких цикли «надягли» на майбутню структуру, щоб атоми вуглецю в ній не стикалися між собою та з довколишніми атомами. Завдяки цьому вдалося отримати молекулу цикло-[48]-карбон [4]-катенан, яка залишалася стабільною за кімнатної температури протягом двох днів, у які науковці її вивчали. Таким способом можна стабілізувати й інші циклічні молекули вуглецю, тож відкриття науковців посприяє синтезу інших таких молекул, які можуть знайти застосування в електроніці завдяки своїй провідності та здатності передавати електричний заряд всередині циклу.
