Οι χημικοί δημιούργησαν τον πρώτο δακτύλιο καθαρού άνθρακα

Posted on 16/08/2019

0


«Αν από τη χημεία αφαιρέσουμε τον άνθρακα και τις ενώσεις του, τότε εκείνο που απομένει θα ήταν ένα ασήμαντο – και μάλλον πληκτικό – κομμάτι του περιεχομένου της. Και, επιπλέον, δεν θα υπήρχαν χημικοί για να το μελετήσουν!», Η χημεία του άνθρακα, ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΉ Ι, Στέφανος Τραχανάς

Μια ομάδα επιστημόνων στην Ευρώπη κατάφερε να συνθέσει το πρώτο μόριο καθαρού άνθρακα με τη μορφή δακτυλίου, που περιλαμβάνει 18 άτομα. Το επίτευγμα έλαβε χώρα έπειτα από επίπονες προσπάθειες, και αφού οι περισσότεροι χημικοί στη Γη είχαν εγκαταλείψει την προσπάθεια.

Μια 3D-εικόνα του μορίου του άνθρακα-18 φτιαγμένη με μικροσκόπιο ατομικών δυνάμεων

Το κυκλικό μόριο ονομάζεται «κυκλο-άνθρακας» και μπορεί να αποτελέσει το πρώτο βήμα για τη δημιουργία τρανζίστορ μοριακής κλίμακας και άλλων ηλεκτρονικών νανοσυσκευών, καθώς το νέο μόριο, όπως έδειξε η πρώτη μελέτη των ιδιοτήτων του, δρα ως ημιαγωγός.
Οι ερευνητές ξεκίνησαν με ένα τριγωνικό μόριο άνθρακα και οξυγόνου, το οποίο στη συνέχεια «χειραγώγησαν» με ηλεκτρικό ρεύμα, ώστε να καταλήξουν σε ένα δακτύλιο καθαρού άνθρακα.
Οι επιστήμονες του Τμήματος Χημείας του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης και της IBM Research στη Ζυρίχη έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Science («An sp-hybridized molecular carbon allotrope, cyclo[18]carbon«, Katharina Kaiser et al).

Για «απολύτως εντυπωσιακό έργο που ανοίγει ένα νέο πεδίο έρευνας», έκανε λόγο ο ιάπωνας χημικός Γιοσίτο Τόμπε του Πανεπιστημίου της Οσάκα, σύμφωνα με το Nature.
«Πολλοί επιστήμονες, μεταξύ αυτών κι εγώ, είχαμε προσπαθήσει να δημιουργήσουμε κυκλο-άνθρακες και να προσδιορίσουμε τις μοριακές δομές τους, αλλά μάταια» πρόσθεσε.
Ο καθαρός άνθρακας συναντάται σε διάφορες μορφές, όπως στα διαμάντια, στο γραφίτη και στους νανοσωλήνες άνθρακα.
Τα άτομα άνθρακα μπορούν να σχηματίσουν χημικούς δεσμούς μεταξύ τους με διάφορους τρόπους, όπως τετραπλούς δεσμούς που οδηγούν σε πυραμιδοειδές σχήμα (διαμάντια) ή τριπλούς δεσμούς που δημιουργούν εξάγωνα (γραφένιο).
Η δημιουργία όμως δακτυλίων άνθρακα, όπου το κάθε άτομο συνδέεται μόνο με δύο «γείτονές» του, είχε αποδειχθεί αδύνατη έως τώρα.

H Katharina Kaiser δείχνει το μοντέλο του μορίου κυκλο-άνθρακα 18

Οι επιστήμονες θα μελετήσουν πλέον τις βασικές ιδιότητες του νέου μορίου, από το οποίο μπορούν μέχρι στιγμής να συνθέσουν μόνο ένα κάθε φορά.
Στόχος τους είναι επίσης να βρουν μια νέα μέθοδο για να παράγουν κυκλο-άνθρακες σε μεγαλύτερες ποσότητες.
Προς διερεύνηση είναι ακόμη το κατά πόσον ο κυκλο-άνθρακας είναι σταθερός στην πράξη.

Στο βίντεο που ακολουθεί οι ερευνητές που έκαναν την ανακάλυψη παρουσιάζουν το επίτευγμά τους:

πηγή: https://www.in.gr/2019/08/16/tech/dimiourgithike-ystera-apo-polyeteis-kai-epipones-prospatheies-o-protos-daktylios-katharou-anthraka/https://www.nature.com/articles/d41586-019-02473-z

Posted in: ΧΗΜΕΙΑ