Ett litet team av kemister från Nankai University, Nanjing Tech University och Shanxi University, alla i Kina, som arbetar med en kollega från Universidad San Sebastián, i Chile, har för första gången skapat en fullerenliknande molekyl helt gjord av metallatomer .

I deras artikel publicerad i tidskriften Science , beskriver gruppen hur de skapade molekylen av misstag medan de genomförde forskningsexperiment med antimon-, kalium- och guldatomer.

En fulleren är en form av kol där dess molekyler är förbundna med enkel- och dubbelbindningar som resulterar i bildandet av en sluten burliknande struktur. Det realiserades först 1985 och sedan dess har analoga oorganiska fullerener skapats med användning av en mängd olika föreningar. Men hittills har ingen av dem varit rent metall.

I denna nya ansträngning har forskarna hittat ett sätt att skapa en fullerenliknande, helt metallmolekyl, gjord med 20 antimonatomer, 12 guldatomer och en kalium.

Teamet fann att det var möjligt att skapa en sådan molekyl via kristallisation genom att använda en syntesmetod som kombinerade högtemperaturfastfassyntes med organometallisk kemi.

I sin process odlade de kristaller gjorda av den metalliska fullerenliknande molekylen i form av ett dodekaedriskt kluster. I en sådan struktur sitter kaliumatomen i centrum, medan antimonatomerna bildar hörnen. En guldatom sitter i mitten av varje ansikte. Teamet beskriver sin upptäckt som en fullständig överraskning – de visste att kristallerna skulle vara något nytt, konstaterar de, men de visste inte vad det skulle vara.

Forskargruppen noterar att molekylen är mycket instabil, så den skulle troligen inte visa sig användbar för några kända tillämpningar. Men de noterar också att bindningen som uppnåddes ger insikt i metallbindning i allmänhet, vilket kan vara användbart i vissa typer av forskning.

Som ett exempel påpekar de att en del av strukturen, där två ytor förenas sida vid sida, bildar en fjärilsform, som de beskriver som en superatom eftersom den representerar en sfärisk aromatisk. De avslutar med att föreslå att metoder liknande deras sannolikt skulle kunna användas för att skapa andra intressanta och kanske användbara nanostrukturer.

Mer information: Yu-He Xu et al, En fulleren helt i metall:[K@Au₁₂ Sb₂₀ ] ^5– , Vetenskap (2023). DOI:10.1126/science.adj6491

Journalinformation: Vetenskap

© 2023 Science X Network