Команда исследователей из Оксфордского университета и IBM Research создала стабильное углеродное кольцо, где каждый атом связан только с двумя другими. Ранее десятки попыток приводили только к созданию газообразного углеродного кольца, которое быстро рассеивалось.
Кольцевое углеродное соединение, называемое циклоуглеродом, состоит из 18 атомов углерода. Исследование структуры циклоуглерода показало, что он действует как полупроводник, что означает его потенциальное использование в электронике.
Чтобы осуществить этот подвиг, исследователи начали с синтеза треугольного оксида циклоуглерода C24O6. Это 18 атомов углерода, связанных с шестью молекулами окиси углерода, по две сгруппированных в каждом из трех углов треугольника. Они перенесли эту смесь на слой хлорида натрия на медной пластине, охлажденной в вакуумной камере, до температуры чуть выше абсолютного нуля. Это обеспечивает инертную поверхность, которая сохраняет структуру стабильной. Затем, используя наконечник атомно-силового микроскопа, команда сбила молекулы оксида углерода со структуры, оставив только кольцо атомов углерода.
«Мы удалили все шесть групп CO из C24O6 с выходом 13%, что обычно приводит к образованию кольцевых молекул», — пишут исследователи в своей статье. Как утверждают авторы работы, благодаря своей высокой реакционной способности, полученные молекулы и их окисленные предшественники могут пригодиться в синтезе методом манипуляции атомов, примеров которого сейчас не так много.
«Наши результаты, — пишут исследователи, — дают прямое экспериментальное представление о структуре циклоуглерода и открывают путь для создания других неуловимых молекул, богатых углеродом, с помощью атомных манипуляций».
Углерод лежит в основе всех органических веществ, от ДНК и белков до спиртов и углеводородов. Чаще всего в природе чистый углерод можно встретить в форме графита — мягкого черного материала.
Из углерода можно построить десятки различных материалов — от графита до алмаза, от карбина до фуллеренов и нанотрубок. Хотя все они состоят из абсолютно одинаковых атомов углерода, их свойства радикально отличаются — а главную роль в этом играет расположение атомов в материале. Свойства углеродных колец еще предстоит изучить.
По материалам Новое Время
Читайте также:
Ученые создали золотую пластинку толщиной в два атома
Ученые создали звук, способный испарять воду: зачем?
Ученые создали полезную бактерию с искусственной ДНК
