A bór „buckyball” felfedezésével a nanotechnológia fejlődik

Buckyball

Amikor 1985-ben először fedezték fel a futball-labda alakú molekuláris szerkezeteket, akkor alapvetően elindította az anotechrevolution-et. Most a kutatók felfedezték egy új típusú, a bórból készült vödörbábot, amely egy teljesen új hasznos nanoanyag sorozathoz vezethet, számol be a Brown University News.

A klasszikus szén vödörgömbök 60 szénatomból készülnek, ötszögekben és hatszögekben elrendezve, hogy egy üreges gömbszerű szerkezetet képezzenek, amely molekuláris ketrecként viselkedik. Összehasonlításképpen az újonnan felfedezett bórhajók 40 bóratomból állnak. A kapott szerkezet, amely 48 háromszögből, négy hétoldalú gyűrűből és két hattagú gyűrűből áll, nem olyan gömbölyű, mint a szén-társa, ám ugyanakkor stabil molekuláris „ketrecet” alkot, ugyanúgy.

"Ez az első alkalom, amikor kísérletileg megfigyelték a bór ketrecét," – mondta Lai-Sheng Wang, a Brown Egyetem professzora, aki a felfedezés csapata vezette. "Vegyészként az új molekulák és szerkezetek megtalálása mindig izgalmas. Nagyon érdekes az a tény, hogy a bór képes ilyen típusú szerkezetet kialakítani."

Wang és csapata felelõsek voltak a 36 bóratomból álló klaszterek korábbi felfedezéséért is, amelyek egy atomvastagságú lemezeket képeznek, egy másik fontos nanoszerkezetet, amelyet potenciálisan össze lehet varrni, hogy analóg formájú legyen a grafénnek, az úgynevezett borofénnek. Valójában ez a korábbi kutatás vezetett annak gyanújához, hogy a 40 atomos bór klaszterek is lehetnek valami különlegesek, mivel szokatlanul stabilak voltak a többi bór nanostruktúrához képest.

A 40 atomú klaszterek pontos szerkezetének azonosításához Wang és csapata segítségre szorult a nagy teljesítményű szuperszámítógépektől, amelyek képesek voltak modellezni a bór klaszterek lehetséges formációit. Kezdetben több mint 10 000 lehetséges megállapodást azonosítottak. A számítógépes szimulációk összekapcsolták az egyes elrendezéseket a becsült elektronkötő energiájukkal – annak mérésére, hogy a molekula milyen szorosan tartja az elektronjait.

Ezután a csapat megmérte a laboratóriumban előállított 40 atomú klaszterek elektronkötő energiáját, és összevette őket a szuperszámítógép szimulációk által azonosított megfelelő elrendezéssel. A laboratóriumi eredmények megegyeztek a két lehetséges szerkezettel – egy félig lapos molekulával és egyértelműen egy bakancsszerű szerű gömb ketreckel..

Az egyik potenciális felhasználás a hívott bórhajólabdákra "borospherene," lehet hidrogén-tároló, mivel a bór elektronhiánya ideális lehet a hidrogénnel való kötéshez. Az apró bór ketrecek felhasználhatók a még kisebb hidrogénatomok védelmére és tárolására.

"Számunkra, hogy csak ez az első, aki ezt észrevette, ez elég nagy dolog," – mondta Wang. "Természetesen, ha hasznosnak bizonyul, nagyszerű lenne, de még nem tudjuk. Remélhetőleg ez a kezdeti megállapítás ösztönözni fogja a további érdeklődést a bór klaszterek iránt és új ötleteket ömlesztett szintetizálás céljából."

HU.AskMeProject