Японские ученые впервые синтезировали молекулярную углеродную наноструктуру, скрученную в форме ленты Мебиуса. Исследование опубликовано в журнале Nature Synthesis
Исследователи создали молекулу, состоящую из атомов углерода, которая представляет собой тонкую наноленту, скрученную для придания нужной формы. Углеродная лента Мебиуса была создана в ходе эксперимента, включающего 14 этапов химической реакции.
Химики отмечают, что самым большим препятствием при создании молекулы нужной формы была энергия деформации. Даже скручивание структуры в кольцо увеличивает энергию деформации, дополнительное скручивание ленты Мебиуса еще больше увеличивает ее.
В своей работе ученые использовали анализ деформации, связанной как со скручиванием молекулы в кольцо, так и с дополнительными изгибом ленты Мебиуса, чтобы построить последовательность реакций для синтеза правильной молекулы.
Исследование готовой молекулы, в том числе спектроскопия и моделирование молекулярной динамики, показывает, что оборотный момент ленты Мебиуса быстро перемещается вдоль молекулы, помещенной в раствор. Кроме того, экспериментально была подтверждена топологическая хиральность (свойство молекулы не совмещаться в пространстве со своим зеркальным отражением) созданной молекулы.
Исследователи полагают, что создание структурно однородных наноуглеродов имеет решающее значение для разработки функциональных материалов в нанотехнологиях, электронике, оптике и биомедицинских приложениях. Это исследование открывает путь к разработке наноуглеродных материалов со сложной топологической структурой и новым материалам.
Читать далее
«Вояджер-1» отправляет странные данные. В НАСА не понимают, в чем дело
«Пятая сила» создает во Вселенной невидимые «стены». Главное о новой теории физиков