Ett team av forskare knutna till flera institutioner i Japan har utvecklat ett sätt att skapa katenaner och en molekylär trefoil-knut av para-anslutna bensenringar. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskap , gruppen beskriver sin process och möjliga användningsområden för sina resultat. Jeff Van Raden, och Ramesh Jasti med University of Oregon, har publicerat ett perspektiv på arbetet som gjorts av teamet i samma tidningsnummer.

På senare år har kolbaserade material som grafen, fullerener och kolnanorör har fångat forskarnas fantasi – sådana material har ett brett utbud av unika fysikaliska egenskaper som gör dem användbara för vissa tillämpningar. grafen, till exempel, är en nollgap-halvledare. Forskare har också tittat på hur sådana strukturer kan bildas. I denna nya ansträngning, forskarna har hittat ett sätt att få bensenringar att bildas till två typer av katenaner, och även en trefoilknuta. Catenaner är en typ av molekylär arkitektur med två eller flera sammankopplade makrocykler. Och en trefoil-knut, som namnet antyder, är en molekylstruktur som liknar en knut med tre korsningar. Genom att skapa dessa strukturer, forskarna har lagt till molekyler som är mekaniskt bundna till listan över kolnanostrukturer.

För att skapa sina strukturer, forskarna byggde på tidigare arbete som involverade syntetisering av bensenringar - men den här gången, de introducerade en kiselmall på angränsande fragment av nanoring. Efter att fragmenten hade cykliserats till ringar, forskarna tog bort kislet, som lämnade efter sig små ringar sammankopplade med större ringar, strukturer som kallas katenaner. De använde en liknande process för att skapa trefoil-knuten, men observera att det var svårare – bara 0,3 procent av försöken fungerade som planerat.

Forskarna noterar också att under testning av nanokolväten de hade skapat, de fann något överraskande – kedjorna i strukturerna flyttade runt när de utsattes för magnetisk resonans. De hade förväntat sig att alla strukturer skulle vara stela. De föreslår att förmågan att kontrollera topologin hos sådana nanokolväten kan leda till utvecklingen av produkter som drar fördel av deras unika konfigurationer.

© 2019 Science X Network