Ученые из Нагойского университета впервые применили метод скелетного редактирования для создания новых хиральных наноуглеродов. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Наноуглероды — это молекулярные структуры, которые считаются главными строительными блоками для материалов следующего поколения. До сих пор исследователи собирали их только одним способом, соединяя небольшие плоские фрагменты по краям.
Долгое время считалось, что изменить внутреннюю структуру такой молекулы невозможно. Внутренние химические связи плотно заблокированы в жестких конструкциях. Любая попытка изменить их конфигурацию вызывала слишком сильное напряжение, из-за чего химическая реакция просто шла в обход.
Японские химики смогли разрушить этот стереотип. Они применили метод скелетного редактирования, который ранее использовался только в фармацевтике при создании сложных лекарств. Эта технология позволила разрезать и заново сформировать прочные связи внутри обычных плоских углеродных пластин.
Удивительные свойства новых форм
Благодаря инновационному подходу команда создала молекулы удивительной формы, включая сложные десятиугольные кольца и структуры в виде двойной спирали. Как и человеческие руки, эти объекты являются хиральными — они существуют в виде зеркальных левых и правых копий, которые невозможно совместить в пространстве.
Полученные структуры демонстрируют совершенно неожиданные физические свойства. Все они излучают свет, который движется по спирали. Некоторые из них способны удерживать мощные электрические заряды без разрушения или сохранять свою форму при нагреве до 280 градусов по Цельсию.
Двойная спираль оказалась самым полезным открытием. Эти молекулы самостоятельно собираются в кристаллы с пористой структурой. Они работают как крошечные ловушки, способные захватывать и удерживать углекислый газ. В будущем такие хиральные наноуглероды станут основой для сверхмаломощной электроники и систем газового хранения.
Ранее Наука Mail рассказывала, что российские исследователи создали дуговой наноуглерод — материал, способный превратить обычный бетон в «умный».