3D-Darstellung der Kohlenstoff-ring basiert auf Atom-Kraft-Mikroskopie-Daten.Abbildung: IBM research
Einige Präzisions-Chemie durchgeführt, die auf eine Scheibe von Kochsalz gegeben hat, den Forschern eine beispiellose Aussicht auf eine umstrittene form von Kohlenstoff.
Wissenschaftler an der Oxford University und IBM produziert haben, die einen ring, bestehend aus nur 18 Kohlenstoff-Atome mithilfe eines Tools namens Atom-Kraft-Mikroskopie. Forscher haben lange spekuliert über die Eigenschaften dieser ring hatte aber nur in der Lage gewesen, um es zu produzieren in einem gas ohne das Studium Ihrer Eigenschaften. Diese neue Kreation, die dazu beiträgt, das Rätsel um einige dieser Eigenschaften zu ruhen.
Die Struktur dieser Moleküle “wurde eine Debatte über die letzten 50 Jahre,” Przemyslaw Gawel, die in der Studie entsprechenden Autor und ein Forscher an der Oxford Universität, sagte Gizmodo in einer E-Mail. “Dies ist das erste Beispiel, wobei die Struktur enthüllt wird.”
Stoffen aus, die ausschließlich Kohlenstoff kommen in verschiedenen Geschmacksrichtungen, oder allotrope, Sie habe gehört, der Diamanten, wobei jedes Kohlenstoff-atom verbindet sich mit vier anderen Kohlenstoff-Atome in einem Netzwerk. Graphit ist Kohlenstoff, angeordnet in gestapelten, zweidimensionalen Platten und Graphen besteht aus einer einzigen Schicht von Graphit. Die Wissenschaftler wurden Jagd für eine allotrope genannt cyclocarbon, insbesondere cyclo – [18]carbon, die aus 18 Kohlenstoffatomen. (Sie haben vielleicht gehört von Benzol oder aromatischen Ringe—diese unterscheiden sich von Kohlenstoff allotrope, weil Benzol-Ringe haben auch Wasserstoff-Atomen an jedem Ihrer Kohlenstoff-Atome.)
Wissenschaftler haben lange auf der Jagd gewesen für cyclocarbons, in der Hoffnung, herauszufinden, was Ihre Struktur war wie. Insbesondere habe Sie interessiert, wie die Kohlenstoffe bond gemeinsam, ob die einzelnen Kohlenstoff-Bindungen zu seinen Nachbarn mit zwei Elektronen, oder ob die Anleihen mit einem einzigen Elektron zu einem Nachbar und drei Elektronen, um den anderen Nachbarn in einem wechselnden Mode. Eine Gruppe, dann an der UCLA und ein weiteres in Osaka und Tokyo Metropolitan Universitäten in Japan synthetisiert, die das Molekül in einem gas-phase in den späten 1980er und 90er Jahre, beziehungsweise. Aber während diese Ergebnisse waren “spannend”, die teams konnte nicht bestimmen, welche bond Organisation die Ringe hatte, nach dem Papier, heute veröffentlicht in der Wissenschaft. Plus, die Ringe sind schwierig, mit zu arbeiten. Ihre Gebogenen Kohlenstoff-Bindungen machen Sie extrem reaktiv , dass Sie zu verschmelzen in anderen Kohlenstoff-Strukturen.
Entfernen Sie das Gerüst um den ring.Grafik: IBM Research
Erstellen des Moleküls auf der Oberseite der Oberfläche, so dass Sie könnte tatsächlich Studie war es harte Arbeit. Gawel hatte versucht, erfolglos, zu synthetisieren, die Ringe mit verschiedenen Ansätzen. Ph. D student Lorel Scriven trat schließlich das Labor und arbeitete an der Erstellung Vorläufer-Moleküle, die Kohlenstoff-Ringe, aber mit extra-Molekülen, die an die Unterstützung hinzuzufügen.
Das Oxford-team versendet die Moleküle zu IBM, wo die IBM-Forscher verwendeten eine Methode namens ” atomic force microscopy klopfen, um das Gerüst aus der Moleküle statt Salz Oberfläche in super-kalten Temperaturen. Atomic force microscopy-Sonden molekulare Oberflächen, basierend auf Ihrer Interaktion mit dem Mikroskop die winzigen Tipp. Aber die Forscher können auch Spannungs-Impulse für den Tipp zur Veränderung der Molekül-Struktur. Against all odds (Autor der Studie Katharina Kaiser von IBM sagte Gizmodo, dass die Vorläufer explodierte ein paar mal, und dass die Impulse brechen könnte der Vorläufer-Moleküle), die Forscher waren in der Lage zu schaffen, den ring und das Rätsel lösen. Die Kohlenstoff-Bindungen angeordnet waren, in wechselnden Einzel-und dreifachbindungen.
“Zu sehen, das erste Bild von C-18 und alle Chemie-ich hatte für die Monate zusammen kommen war eine wirklich lohnende Erfahrung. Ich schickte sofort ein Bild [Gawel],” Scriven sagte Gizmodo.
Als Autor der Studie Leo Gross von IBM betonte, diese Gruppe war nicht die erste, zu synthetisieren, die cyclo – [18]carbon—jeder Autor der Studie gutgeschrieben Francois Diederich, die das team so dass es zunächst (Diedrich lehnte einen Kommentar zu dieser story).
Als für das, was Sie tun könnten, mit diesen Molekülen, die Antwort ist in der Grundlagenforschung: herauszufinden, wie man mehr von Ihnen, darunter größere Ringe, leicht. Aber, sagte Gross, Sie könnte eventuell auch nützlich in der computer-Technologie als eine außerordentlich Energie-effiziente computer logic device. Wie Graphen, diese Ringe haben potentiell spannenden elektronischen Eigenschaften, sagte Scriven.
Es geht normalerweise so ein problem ist gelöst, und jetzt ist es an den nächsten.
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