Chemici van Boston College en Nagoya University in Japan hebben het eerste voorbeeld van een nieuwe vorm van koolstof gesynthetiseerd, het team rapporteert in de meest recente online editie van het tijdschrift Natuurchemie .

Het nieuwe materiaal bestaat uit meerdere identieke stukken sterk vervormd grafeen, elk met precies 80 koolstofatomen die met elkaar verbonden zijn in een netwerk van 26 ringen, met 30 waterstofatomen die de rand verfraaien. Omdat ze iets meer dan een nanometer in doorsnee meten, deze individuele moleculen worden in het algemeen aangeduid als "nanokoolstoffen, " of meer specifiek in dit geval als "grove kromgetrokken nanografenen."

Tot voor kort, wetenschappers hadden slechts twee vormen van pure koolstof geïdentificeerd:diamant en grafiet. Toen in 1985, scheikundigen waren verbijsterd door de ontdekking dat koolstofatomen zich ook konden verenigen om holle ballen te vormen, bekend als fullerenen. Vanaf dat moment, wetenschappers hebben ook geleerd hoe ze lange, ultradun, holle buizen van koolstofatomen, bekend als koolstofnanobuizen, en grote platte losse vellen koolstofatomen, bekend als grafeen. De ontdekking van fullerenen werd in 1996 bekroond met de Nobelprijs voor Scheikunde, en de bereiding van grafeen werd in 2010 bekroond met de Nobelprijs voor de natuurkunde.

Grafeenplaten geven de voorkeur aan vlak, 2-dimensionale geometrieën als gevolg van de hexagonale, kippengaas-achtig, rangschikkingen van trigonale koolstofatomen die hun tweedimensionale netwerken omvatten. De nieuwe vorm van koolstof die zojuist is gemeld in Natuurchemie , echter, is enorm vervormd door vlakheid als gevolg van de aanwezigheid van vijf 7-ledige ringen en één 5-ledige ring ingebed in het hexagonale rooster van koolstofatomen.

Oneven-ringdefecten zoals deze vervormen niet alleen de platen van atomen weg van vlakheid, ze veranderen ook de fysieke, optisch, en elektronische eigenschappen van het materiaal, volgens een van de hoofdauteurs, Lawrence T. Scott, de Jim en Louise Vanderslice en familie hoogleraar scheikunde aan het Boston College.

"Ons nieuwe, grovelijk kromgetrokken nanograafeen is dramatisch beter oplosbaar dan een vlak nanograafeen van vergelijkbare grootte, " zei Schot, "en de twee verschillen aanzienlijk in kleur, ook. Elektrochemische metingen onthulden dat de vlakke en de kromgetrokken nanografenen even gemakkelijk worden geoxideerd, maar het kromgetrokken nanograafeen is moeilijker te verminderen."

Grafeen is zeer aangeprezen als een revolutionair materiaal voor elektronica op nanoschaal. Door meerdere oneven ringdefecten in het grafeenrooster te introduceren, Scott en zijn medewerkers hebben experimenteel aangetoond dat de elektronische eigenschappen van grafeen op een voorspelbare manier kunnen worden gewijzigd door nauwkeurig gecontroleerde chemische synthese.