Det periodiska systemet innehåller 118 kemiska element. Dock, bara några av dem, som väte, kol, kväve, syre och kisel, är av stor betydelse i vårt dagliga liv. Men saker blir riktigt spännande ur kemisk synvinkel när mindre kända element är inblandade. En internationell forskargrupp från Tyskland och Finland upptäckte häpnadsväckande och vackra molekylstrukturer när, istället för syre eller svavel, de använde elementet tellurium, som har en annan vikt, i ringformade kolvätemolekyler. Dessa föreningar utmärks av det faktum att de är anordnade i kristallen för att bilda högsymmetriska rör som interagerar med varandra via telluratomerna.

Molekylära ringar är arrangerade i rör

Halvledartelluriet har liknande kemiska egenskaper som de "relaterade" elementen svavel och selen. Det är därför inte förvånande att de ringformade kolvätena, där teamet specifikt införlivade telluratomer, också bete sig på samma sätt som motsvarande kända föreningar som innehåller svavel eller selen - åtminstone när de är upplösta. Tellurium intar dock en särskild position.

"Något speciellt händer när dessa ämnen bildar kristaller, "säger professor Wolfgang Weigand vid Friedrich Schiller University Jena, en av de två motsvarande författarna till den aktuella publikationen om detta ämne. "Då bildas praktiskt taget oändligt långa rör, där de ringformade molekylerna hålls samman av telluratomerna. Detta händer på grund av en ovanligt stark intermolekylär interaktion. Som ett resultat, mycket intressanta strukturer skapas, som vi kan observera här. "Liknande strukturer är redan kända inom kemi, till exempel de som kallas metall-organiska ramverk. "I motsats till dem, dock, våra föreningar är inte koordinationspolymerer, "förklarar Weigand." Därför, de beter sig annorlunda. Detta syns, till exempel, i det faktum att de bara gör dessa supramolekylära former som kristaller och inte när de är upplösta. "Men initiala experimentella fynd visar att syre i atmosfären kan oxidera telluratomerna och sedan länka dem samman för att bilda staplade föreningar.

Ett nytt sätt att lagra gas?

Det tysk-finska forskargruppen har upptäckt att på grund av deras speciella hålrum, dessa tellurföreningar i fast form har en extremt stor ytarea på nästan 1000 kvadratmeter per gram-eller cirka två och en halv basketplaner. "Det är i princip tänkbart att gaser, som koldioxid, kunde fångas i dessa håligheter, "säger Wolfgang Weigand." Men det var viktigt för oss först och främst att utforska och studera dessa spännande föreningar. "Ytterligare forskning behövs innan praktiska tillämpningar kan bli möjliga.

"Denna forskning hade inte varit möjlig utan EU:s Erasmusprogram, "tillägger Jena -kemisten Weigand." Idén till detta arbete kom ursprungligen från min tidigare doktorand, Dr Tobias Niksch, i Jena, och genom en vistelse som gästforskare vid Uleåborgs universitet i Finland av min tidigare magisterstudent, Marko Rodewald, i gruppen som leds av prof. Risto Laitinen. Vi har haft en mycket god relation med universitetet i 15 år och vi har ofta publicerat forskningsresultat tillsammans. Och de teoretiska beräkningarna i detta dokument gjordes av en av Risto Laitinens tidigare doktorander, som nu forskar vid universitetet i Jyväskylä i Finland. Detta dokument visar därför hur viktigt utbyte och nätverk är för vetenskapliga framsteg. Jag ser redan fram emot att undersöka dessa intressanta strukturer med våra finska kollegor. "