En ny form for kulstof:Groft forvrengt nanograf

Kemikere ved Boston College og Nagoya University i Japan har syntetiseret det første eksempel på en ny form for kulstof, holdet rapporterer i den seneste online-udgave af tidsskriftet Naturkemi .

Det nye materiale består af flere identiske stykker groft skævt grafen, hver indeholder præcis 80 kulstofatomer forbundet i et netværk af 26 ringe, med 30 brintatomer, der dekorerer fælgen. Fordi de måler lidt mere end en nanometer på tværs, disse individuelle molekyler omtales generisk som "nanocarboner, " eller mere specifikt i dette tilfælde som "groft skæve nanografener."

Indtil for nylig, forskere havde kun identificeret to former for rent kulstof:diamant og grafit. Så i 1985, kemikere var forbløffede over opdagelsen af, at kulstofatomer også kunne slutte sig sammen og danne hule kugler, kendt som fullerener. Siden da, videnskabsmænd har også lært at lave lange, ultra tynd, hule rør af kulstofatomer, kendt som kulstof nanorør, og store flade enkeltplader af kulstofatomer, kendt som grafen. Opdagelsen af ​​fullerener blev tildelt Nobelprisen i kemi i 1996, og fremstilling af grafen blev tildelt Nobelprisen i fysik i 2010.

Grafenplader foretrækker plane, 2-dimensionelle geometrier som følge af den sekskantede, kyllingetrådlignende, arrangementer af trigonale carbonatomer, der omfatter deres todimensionelle netværk. Den nye form for kulstof er netop rapporteret i Naturkemi , imidlertid, er vildt forvrænget fra planhed som en konsekvens af tilstedeværelsen af ​​fem 7-leddede ringe og en 5-leddet ring indlejret i det sekskantede gitter af carbonatomer.

Ulige-leddede ringdefekter som disse forvrænger ikke kun atomarkene væk fra planheden, de ændrer også det fysiske, optisk, og elektroniske egenskaber ved materialet, ifølge en af ​​hovedforfatterne, Lawrence T. Scott, Jim og Louise Vanderslice og familieprofessor i kemi ved Boston College.

"Vores nye, groft skæve nanografen er dramatisk mere opløselig end en plan nanografen af ​​sammenlignelig størrelse, " sagde Scott, "og de to adskiller sig markant i farve, såvel. Elektrokemiske målinger viste, at de plane og de skæve nanografener lige så let oxideres, men den skæve nanografen er sværere at reducere."

Grafen er blevet udråbt som et revolutionerende materiale til elektronik i nanoskala. Ved at introducere flere ulige ringedefekter i grafengitteret, Scott og hans samarbejdspartnere har eksperimentelt påvist, at grafens elektroniske egenskaber kan modificeres på en forudsigelig måde gennem præcist kontrolleret kemisk syntese.