Det inre utrymmet för kolnanorör kan fungera som en mall för syntesen av nanodiamondliknande kolkedjor. Som ett team av forskare från Japan, Tyskland, och USA rapporterar i tidningen Angewandte Chemie , denna mallade polymeriseringsmetod banar väg för design av nya endimensionella nanomaterial.
Nanoserade material som nanotrådar erbjuder unika egenskaper som skiljer sig helt från bulkmaterialens. Dock, endimensionella nanostrukturer är svåra att syntetisera. I ett internationellt samarbete, Hisanori Shinohara från Nagoya University i Japan och hans kollegor har utvecklat en metod som använder kolnanorör som ett reaktionskärl för den mallade polymeriseringen av linjära kedjan nanomaterial. Tanken var att under polymerisationen, de små prekursormolekylerna skulle naturligtvis anta rörens endimensionella struktur endast om deras innerdiameter är tillräckligt liten. Större diametrar skulle erbjuda för mycket utrymme så att polymerisationen kunde avslutas eller bli okontrollerad. Genom att använda denna metod, Shinohara och hans kollegor kunde syntetisera en endimensionell nanodiamondpolymerstruktur med en relativt enkel glödgningsteknik. De beskriver deras tillvägagångssätt:"Det nuvarande mallbaserade tillvägagångssättet för syntes av linjära kedjediamantoidpolymerer skiljer sig helt från konventionella kemiska metoder."
Forskarna använde diamantan, en 10-kols burstruktur, som en prekursormolekyl och byggsten för polymerisation. Denna molekyl bromerades på båda sidor så att, vid tillsats av järnanopartiklar, bromet skulle abstraheras och en diradikal bildas. Vid en normal kemisk polymerisationsreaktion, de bildade radikalerna skulle abstrahera väte för avslutningsreaktioner, men:"Till vår stora förvåning, radikalerna är ihållande och rekombineras med varandra inuti kolnanorören, "skriver författarna. Och:" Beroende på kolnanorörens innerdiameter, den infogade arten kan antingen transformeras till de linjära kedjepolymererna eller till amorft kol. "Som ett resultat, strukturerna som bildades i rören på 1 nm var en polymer kedja av nanodiamondoider, som kunde visualiseras imponerande genom elektronmikroskopi.
För att uttrycka det mer allmänt, de bildade kolnanorören fyllda med nanodiamondoidpolymeren ser ut som makaroner fyllda med spaghetti. För att extrahera den inre polymeren, en sonikering/extraktion i lösningsfas kan appliceras, rapporterar gruppen. Den stora fördelen med den nya metoden är enkelheten och specificiteten i bildandet av den endimensionella nanostrukturerade polymerkedjan. Denna teknik kommer säkert att väcka uppmärksamhet hos materialforskare.
