Oprettelse af 2D-nanoark, hvor molekylerne i lagene kun holdes sammen af ​​svage ikke-kovalente bindinger

Et internationalt team af forskere har fundet en måde at skabe 2D nanoark, hvor molekylerne i lagene kun er bundet af svage, ikke-kovalente bindinger. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Nature , beskriver gruppen deres proces og mulige anvendelser for den. Claudia Backes med Kassel University har udgivet et nyheder og synspunkter i samme tidsskriftsudgave, der beskriver arbejdet.

I løbet af de sidste mange år har forskere udviklet en række 2D nanomaterialer ved at skabe supertynde plader lavet af bundne atomer. Sådanne plader skabes typisk ved at skrælle dem fra krystaller. Denne proces fungerer på grund af de stærke kovalente bindinger mellem atomerne i arket og de svage bindinger mellem lagene. Det blev tidligere antaget, at det ikke var muligt at skabe lignende ark med svagt bundne atomer, fordi arkene ville være for svage til at holde sammen. I denne nye indsats fandt forskerne ud af, at det er muligt at skabe 2D-ark, hvori molekylerne kun er bundet med svage, ikke-kovalente bindinger, mens arkene forbliver stærke nok til at holde sammen. Hemmeligheden bag fremstillingen af ​​sådanne ark var at bruge molekyler, der tillod binding på flere punkter.

Arbejdet var baseret på supramolekylære koordinationskomplekser, hvori netværk af bindinger kan dannes på grund af ligander (elektrondonorer) og kationer (elektronacceptorer). Forskerne valgte at skabe molekyler med sådanne egenskaber, der blev formet til stjerneformer. Med disse molekyler var hver stjerne i stand til at danne 12-punkts, dobbelte svage bindinger med stjernerne omkring dem. Det store antal bindingssteder gjorde det muligt for molekylerne at holde sammen på trods af fraværet af kovalente bindinger. Stjerneformen tillod også inkorporering af aromater, der også tjente til at binde molekylerne.

Forskerne skabte arkene ved at suspendere krystaller i en væske og derefter udsætte dem for ultralyd. Resultatet var et stablet arkmateriale, hvor hvert ark var lavet af et lag af forbundne stjerner. Bindingen mellem pladerne, som med ark lavet med kovalente bindinger, var svagere end dem, der holdt pladen sammen, hvilket gjorde det muligt at pille dem fra hinanden. + Udforsk yderligere

Eksperimenter med bifluoridioner viser tegn på hybridbindinger

© 2022 Science X Network