Een team van onderzoekers verbonden aan verschillende instellingen in Japan heeft een manier ontwikkeld om catenanen en een moleculaire klaverknoop te maken uit para-verbonden benzeenringen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft hun proces en het mogelijke gebruik van hun resultaten. Jef van Raden, en Ramesh Jasti met de Universiteit van Oregon, hebben een Perspectief-stuk gepubliceerd over het werk van het team in hetzelfde tijdschriftnummer.

In recente jaren, op koolstof gebaseerde materialen zoals grafeen, fullerenen en koolstofnanobuizen spreken tot de verbeelding van wetenschappers - dergelijke materialen hebben een breed scala aan unieke fysische eigenschappen waardoor ze bruikbaar zijn voor bepaalde toepassingen. grafeen, bijvoorbeeld, is een nul-gap halfgeleider. Wetenschappers hebben ook gekeken naar manieren waarop dergelijke structuren kunnen worden gevormd. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een manier gevonden om benzeenringen te laten vormen tot twee soorten catenanen, en ook een klaverknoop. Catenanen zijn een soort moleculaire architectuur met twee of meer in elkaar grijpende macrocycli. En een klaverknoop, zoals de naam doet vermoeden, is een moleculaire structuur die lijkt op een knoop met drie kruisingen. Door deze structuren te creëren, de onderzoekers hebben moleculen toegevoegd die mechanisch gebonden zijn aan de lijst van koolstofnanostructuren.

Om hun structuren te creëren, de onderzoekers bouwden voort op eerder werk waarbij benzeenringen werden gesynthetiseerd, maar deze keer ze introduceerden een siliciumsjabloon op aangrenzende fragmenten van nanoringen. Nadat de fragmenten tot ringen waren gecycliseerd, de onderzoekers verwijderden het silicium, die kleine ringen achterliet die in elkaar grijpen met grotere ringen, structuren genaamd catenanen. Ze gebruikten een soortgelijk proces om de klaverknoop te maken, maar merk op dat het moeilijker was - slechts 0,3 procent van de pogingen verliep zoals gepland.

De onderzoekers merken ook op dat tijdens het testen van de nanokoolstoffen die ze hadden gemaakt, ze vonden iets verrassends:de kettingen in de structuren bewogen rond wanneer ze werden blootgesteld aan magnetische resonantie. Ze hadden verwacht dat alle structuren stijf zouden zijn. Ze suggereren dat het vermogen om de topologie van dergelijke nanokoolstoffen te beheersen zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van producten die profiteren van hun unieke configuraties.

© 2019 Wetenschap X Netwerk