När världens främsta vinteridrottare förberedde sig för att ta sig till backen, isbanor och banor för de olympiska vinterspelen 2018, Forskare vid Florida State University arbetade hårt med att göra en egen guldmedaljupptäckt.

Fler än 7, 000 miles från PyeongChangs snötäckta toppar, forskare från FSU:s avdelning för kemi och biokemi låste upp en ny strategi för att syntetisera en mycket mångsidig molekyl som heter olympicene - en förening av kol- och väteatomer uppkallad efter sin välbekanta form.

"En olympicen är en molekyl som består av fem ringar som liknar formen på de berömda olympiska ringarna, ", sade Cottrell familjeprofessor i kemi och biokemi Igor Alabugin. "Denna nya process för att syntetisera dessa molekyler erbjuder ett unikt verktyg för framställning av strukturellt exakta kolrika nanostrukturer."

Teamets resultat publicerades i tidskriften Angewandte Chemie .

Olympicenes är som decathletes av nanoskala molekyler. Deras utbud av potentiella applikationer inkluderar sofistikerade sensorer, information och energilagring, solceller och högteknologiska lysdioder.

Den första olympiska molekylen avtäcktes av brittiska kemister i väntan på OS i London 2012. Tills nu, att syntetisera dessa unika strukturer var endast möjligt genom en mödosam och intensiv sjustegsprocess baserad till stor del på kemi som går tillbaka till 1960-talet.

I FSU-lagets nya teknik, en ytterligare hexagonal ring av kolatomer smälts samman med sicksackkanten på en befintlig kolrik molekyl i två snabba steg.

Tänk plågsam längdskidåkare kontra smidig skridskoåkare.

"Vår framgång med att utveckla denna strategi gjorde det möjligt för oss att åstadkomma en tvåstegssyntes som är mycket kortare än den tidigare rapporterade vägen, även om båda metoderna använde samma utgångsmaterial, " sa Alabugin.

Det är Olympicens förhållande till grafen - en tvådimensionell, enkelskiktsgitter av kolatomer - det kan vara det mest lovande för dessa igenkännbart formade molekyler. Grafen är ett världsslagande material med verkligt olympiska egenskaper:Det är en effektiv ledare av elektricitet och värme, den är nästan helt genomskinlig och, 200 gånger starkare än stål, det är det mäktigaste materialet som någonsin testats.

Strax efter att olympicener framgångsrikt syntetiserats, forskare insåg den viktiga kopplingen de delade med grafen. Nu, med sin nya strategi för accelererad olympicensyntes, Alabugin och hans team kan ha avslöjat ett sätt att bättre underlätta produktionen av det som vissa har kallat ett "mirakelmaterial".

"Vårt tillvägagångssätt kommer att tillåta kemister att syntetisera en mängd olika olympicener som kan fungera som språngbrädor för beredningen av exakt formade och funktionaliserade grafenunderstrukturer, " sa Alabugin.

För att hedra årets olympiska spel, teamet döpte produkten av deras innovativa syntesstrategi "Ph-olympicene, "—"P" som återspeglar både fenylgruppen som är avgörande för syntesen av molekylen och en subtil nick till värdstaden PyeongChang.

Alabugin sa att han anser att tidpunkten för hans teams upptäckt är sällsynt, lyckligt ögonblick av vetenskaplig serendipity.

"Den exakta tidslinjen för design, att upptäcka och sedan få dina resultat peer reviewed är aldrig säkert, ", sa han. "Att publicera denna nya syntes av Olympicen lagom till vinter-OS är verkligen en lycklig slump."