Wetenschappers van de Universiteit van Zuid-Florida hebben een nieuwe mijlpaal bereikt in de ontwikkeling van tweedimensionale supramoleculen - de bouwstenen die nanotechnologie en nanomateriaalontwikkeling mogelijk maken.

Sinds de ontdekking van grafeen in 2004, 's werelds dunste (één atoom dik) en sterkste (200 keer sterker dan staal) materiaal, onderzoekers hebben gewerkt aan de verdere ontwikkeling van vergelijkbare nanomaterialen voor industriële, farmaceutisch en ander commercieel gebruik. Dankzij de geleidende eigenschappen en sterkte, grafeen kan in micro-elektronica worden gebruikt om mechanische materialen te versterken en heeft onlangs nauwkeurige 3D-beeldvorming van nanodeeltjes mogelijk gemaakt.

Hoewel het werk om nieuwe supramoleculen te ontwikkelen die geschikt zijn voor verdere toepassingen enig succes heeft gehad, die moleculaire formaties zijn ofwel klein - minder dan 10 nanometer groot - of willekeurig samengesteld, hun potentieel gebruik te beperken. Maar nu, nieuw onderzoek gepubliceerd in Natuurchemie , schetst een grote sprong voorwaarts in supramoleculaire vooruitgang.

"Ons onderzoeksteam is erin geslaagd een van de belangrijkste supramoleculaire obstakels te overwinnen, het ontwikkelen van een goed gedefinieerde supramoleculaire structuur die de schaal van 20 nanometer duwt, " zei Xiaopeng Li, een universitair hoofddocent bij het USF Department of Chemistry en de hoofdonderzoeker van de studie. "Het is in wezen een wereldrecord voor dit gebied van chemie."

Li, samen met zijn USF-onderzoeksteam, werkte samen met het team van Saw Wai Hia aan het Argonne National Laboratory en de Ohio University, evenals verschillende andere Amerikaanse en internationale onderzoeksinstituten op deze inspanning.

Supramoleculen zijn grote moleculaire structuren die zijn opgebouwd uit individuele moleculen. In tegenstelling tot traditionele scheikunde, die zich richt op covalente bindingen tussen atomen, supramoleculaire chemie bestudeert de niet-covalente interacties tussen moleculen zelf. Vele keren, deze interacties leiden tot moleculaire zelfassemblage, van nature complexe structuren vormen die in staat zijn een verscheidenheid aan functies uit te voeren.

In deze laatste studie het team was in staat om een ​​20 nm breed metallo-supramoleculaire hexagonaal raster te bouwen door intra- en intermoleculaire zelfassemblageprocessen te combineren. Li zegt dat het succes van dit werk een beter begrip van de ontwerpprincipes die deze moleculaire formaties bepalen, zal bevorderen en op een dag kan leiden tot de ontwikkeling van nieuwe materialen met nog te ontdekken functies en eigenschappen.