Het is waarschijnlijk de kleinste lente die je ooit hebt gezien. Onderzoekers van de Universiteit van Kyoto en de Universiteit van Osaka rapporteren voor het eerst in de Tijdschrift van de American Chemical Society de succesvolle synthese van hexa-peri-hexabenzo[7]heliceen, of spiraalvormig nanograafeen. Deze grafeenconstructies bestonden voorheen alleen in theorie, dus succesvolle synthese biedt veelbelovende toepassingen, waaronder inductiespoelen op nanoschaal en moleculaire veren voor gebruik in nanomechanica.

grafeen, een hexagonaal rooster van enkellaagse koolstofatomen met uitstekende ladings- en warmtetransporteigenschappen, heeft veel belangstelling gekregen voor onderzoek en ontwikkeling. Spiraalvormig gedraaide grafenen hebben een spiraalvorm. Succesvolle synthese van dit type grafeen zou grote toepassingen kunnen hebben, maar de modelverbindingen zijn nooit gerapporteerd. En hoewel eerder onderzoek dichtbij is gekomen, resulterende verbindingen hebben nooit de verwachte eigenschappen vertoond.

"We hebben enkele chemische basisverbindingen verwerkt door middel van stapsgewijze reacties, zoals McMurry-koppeling, gevolgd door stapsgewijze fotocyclodehydrogenering en aromatisering, " legt eerste auteur Yusuke Nakakuki uit. "Toen ontdekten we dat we de fundamentele ruggengraat van spiraalvormig grafeen hadden gesynthetiseerd."

Het team bevestigde de helicoïde aard van de structuur door middel van röntgenkristallografie, ook het vinden van zowel met de klok mee als tegen de klok in nanographenen. Verdere tests toonden aan dat de elektronische structuur en fotoabsorptie-eigenschappen van deze verbinding veel verschillen van eerdere. "Dit spiraalvormige nanograafeen is de eerste in zijn soort, " concludeert hoofdauteur Kenji Matsuda. "We zullen proberen hun oppervlakte uit te breiden en de helices langer te maken. Ik verwacht ook veel nieuwe fysieke eigenschappen te vinden."

De krant, getiteld "Hexa-peri-hexabenzo[7]helicene:Homogeen π-Extended Helicene als primaire substructuur van spiraalvormig gedraaide chirale grafenen, " verscheen 19 maart 2018 in de Tijdschrift van de American Chemical Society .