Een team van wetenschappers onder leiding van Kenichiro Itami, Professor en directeur van het Institute of Transformative Bio-Molecules (WPI-ITbM), heeft een nieuwe methode ontwikkeld voor de synthese van driedimensionale nanokoolstoffen met het potentieel om de materiaalwetenschap vooruit te helpen.

Driedimensionale nanokoolstoffen, materialen van de volgende generatie met superieure fysieke eigenschappen die naar verwachting zullen worden gebruikt in brandstofcellen en organische elektronica, zijn tot dusver uiterst uitdagend geweest om op een nauwkeurige en praktische manier te synthetiseren. Deze nieuwe methode gebruikt een palladiumkatalysator om polycyclische aromatische koolwaterstoffen te verbinden om een ​​achthoekige structuur te vormen, waardoor succesvolle driedimensionale synthese van nanokoolstofmoleculen mogelijk wordt.

Nanokoolstoffen, zoals fullereen (een bol, waarvoor in 1996 de Nobelprijs werd toegekend), de koolstof nanobuis (een cilinder, ontdekt in 1991) en grafeen (een plaat, waarvoor de Nobelprijs 2010 werd toegekend) hebben veel aandacht getrokken als functionele moleculen met een verscheidenheid aan verschillende eigenschappen. Aangezien Mackay et al. brachten hun theorie in 1991 naar voren, een verscheidenheid aan periodieke driedimensionale nanokoolstoffen zijn voorgesteld.

Echter, deze zijn buitengewoon moeilijk te synthetiseren. Een bijzondere uitdaging is de achtledige ringstructuur, die periodiek verschijnt, een efficiënte methode nodig voor de synthese ervan. Om dit te doen, Het onderzoeksteam van Dr. Itami ontwikkelde een nieuwe methode voor het verbinden van polycyclische aromatische koolwaterstoffen met behulp van een palladiumkatalysator om achtledige ringen te produceren via kruiskoppeling, de eerste reactie in zijn soort in de wereld.

Het succes van dit onderzoek vertegenwoordigt een revolutionaire prestatie in de synthese van driedimensionale nanokoolstofmoleculen. Verwacht wordt dat dit zal leiden tot de ontdekking en opheldering van nieuwe nieuwe eigenschappen en de ontwikkeling van functionele materialen van de volgende generatie.