Fig. 1:Top-down tillverkning av kirala 2D monolager nanosheets av supramolekylära metallacykler. Kredit:DOI:10.1038/s41586-022-04407-8
Ett internationellt team av forskare har hittat ett sätt att skapa 2D nanosheets där molekylerna i lagren bara är bundna av svaga, icke-kovalenta bindningar. I deras artikel publicerad i tidskriften Nature , beskriver gruppen sin process och möjliga användningsområden för den. Claudia Backes med Kassel University har publicerat en News &Views-artikel i samma tidskriftsnummer som beskriver arbetet.
Under de senaste åren har forskare utvecklat en mängd olika 2D nanomaterial genom att skapa supertunna ark gjorda av bundna atomer. Sådana ark skapas vanligtvis genom att skala dem från kristaller. Denna process fungerar på grund av de starka kovalenta bindningarna mellan atomerna i arket och de svaga bindningarna mellan lagren. Man trodde tidigare att det inte var möjligt att skapa liknande ark med svagt bundna atomer eftersom arken skulle vara för svaga för att hålla ihop. I denna nya ansträngning fann forskarna att det är möjligt att skapa 2D-ark där molekylerna är bundna med endast svaga, icke-kovalenta bindningar, medan arken förblir starka nog att hålla ihop. Hemligheten med att producera sådana ark var att använda molekyler som möjliggjorde bindning vid flera punkter.
Arbetet byggde på supramolekylära koordinationskomplex, där nätverk av bindningar kan bildas på grund av ligander (elektrondonatorer) och katjoner (elektronacceptorer). Forskarna valde att skapa molekyler med sådana attribut som formades till stjärnformer. Med dessa molekyler kunde varje stjärna bilda 12-punkts, dubbla svaga bindningar med stjärnorna runt dem. Det stora antalet bindningsställen gjorde att molekylerna kunde hålla ihop trots frånvaron av kovalenta bindningar. Stjärnformen tillät också inkorporering av aromater som också tjänade till att binda molekylerna.
Forskarna skapade arken genom att suspendera kristaller i en vätska och sedan utsätta dem för ultraljud. Resultatet var ett staplat arkmaterial, med varje ark gjord av ett lager av sammankopplade stjärnor. Bindningen mellan arken, som med ark gjorda med kovalenta bindningar, var svagare än de som höll ihop arket, vilket gjorde det möjligt att dra isär dem. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
