Japanischen Wissenschaftlern ist ein Durchbruch in der molekularen Synthese gelungen und sie haben ein Nano-Kohlenstoffband geschaffen, das in Form eines klassischen „Möbiusbandes“ verdreht ist. Sie nahmen die allererste Version von Nanokohlenstoffen, die 2017 erhalten wurde, eine ultrakurze Nanoröhre. Tatsächlich war es ein Ring, der getrennt, teilweise entfaltet und wieder verbunden wurde.
Die schwierigste Aufgabe bestand darin, die Spannungsenergie aufgrund der Verdrillung des Moleküls zu kontrollieren. Japanische Wissenschaftler haben viel analytische Arbeit geleistet, um den optimalen Arbeitsalgorithmus auszuwählen. Ihre Leistung ist weder mehr noch weniger, sondern ein neues Wort in Molekulardesign und synthetischer Chemie.
Die Herstellung des Nanokohlenstoff-Möbiusbandes erforderte 14 Stufen einer chemischen Reaktion. Die Wissenschaftler wendeten eine innovative Funktionalisierungsreaktion, eine Z-selektive Wittig-Reaktion und eine Nickel-vermittelte Homokupplungsreaktion an, um das gewünschte Spannungsniveau zu erzeugen. Um die spezifische topologische Chiralität des Möbius-Streifens im fertigen Nanokohlenstoff zu bestätigen, griffen die Wissenschaftler auf Chiralseparation und Circulardichroismus-Spektroskopie zurück.
Nun interessiert sich die Wissenschaft dafür, welche Eigenschaften die neue Struktur hat. Aus den Erfahrungen der vergangenen Jahre ist bekannt, dass fast alle neuen Formen von Nanokohlenstoffen ihren Schöpfern Überraschungen bescherten. Dies dient als zusätzlicher Anreiz für die Entwicklung von Nanokohlenstoffmaterialien mit komplexer topologischer Struktur.
2022-06-01 18:57:17
Autor: Vitalii Babkin