Een klein team van scheikundigen van de Nankai Universiteit, Nanjing Tech Universiteit en Shanxi Universiteit, allemaal in China, heeft in samenwerking met een collega van de Universidad San Sebastián in Chili voor het eerst een fullereenachtig molecuul gemaakt dat volledig uit metaalatomen bestaat. .

In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Science , beschrijft de groep hoe ze het molecuul per ongeluk creëerden terwijl ze onderzoeksexperimenten uitvoerden met antimoon-, kalium- en goudatomen.

Een fullereen is een vorm van koolstof waarbij de moleculen zijn verbonden door enkele en dubbele bindingen, wat resulteert in de vorming van een gesloten kooiachtige structuur. Het werd voor het eerst gerealiseerd in 1985 en sindsdien zijn er analoge anorganische fullerenen gemaakt met behulp van een verscheidenheid aan verbindingen. Maar tot nu toe was geen van hen puur metal.

In deze nieuwe poging hebben de onderzoekers een manier gevonden om een ​​fullereenachtig, volledig metaalmolecuul te creëren, gemaakt met 20 antimoonatomen, 12 goudatomen en één kalium.

Het team ontdekte dat het mogelijk was om zo'n molecuul te creëren via kristallisatie door gebruik te maken van een synthesemethode die vaste-fasesynthese bij hoge temperatuur combineerde met organometaalchemie.

Tijdens hun proces groeiden ze kristallen gemaakt van het metallische fullereenachtige molecuul in de vorm van een dodecaëdrische cluster. In zo'n structuur zit het kaliumatoom in het midden, terwijl de antimoonatomen de hoekpunten vormen. In het midden van elk vlak zit een goudatoom. Het team beschrijft hun ontdekking als een complete verrassing:ze wisten dat de kristallen iets nieuws zouden zijn, merken ze op, maar wisten niet wat het zou zijn.

Het onderzoeksteam merkt op dat het molecuul erg onstabiel is en dus waarschijnlijk niet bruikbaar zal zijn voor bekende toepassingen. Maar ze merken ook op dat de bereikte binding inzicht geeft in metaalbinding in het algemeen, wat nuttig zou kunnen zijn bij sommige soorten onderzoek.

Ze wijzen er bijvoorbeeld op dat een deel van de structuur, waar twee vlakken naast elkaar samenkomen, een vlindervorm vormt, die ze omschrijven als een superatoom omdat het een bolvormige aromatische stof vertegenwoordigt. Ze concluderen met de suggestie dat methoden die vergelijkbaar zijn met die van hen waarschijnlijk kunnen worden gebruikt om andere interessante en misschien nuttige nanostructuren te creëren.

Meer informatie: Yu-He Xu et al., Een volledig metalen fullereen:[K@Au₁₂ Sb₂₀ ] ^5– , Wetenschap (2023). DOI:10.1126/science.adj6491

Journaalinformatie: Wetenschap

© 2023 Science X Netwerk