الكيميائيين إعادة اختراع العجلة

أنابيب الكربون النانوية الجزيئية

عجلات المتحدث الجزيئي في مجهر المسح النفقي © Angewandte Chemie، Wiley-VCH Weinheim
قراءة بصوت عال

إن أكبر العجلات المحكية الجزيئية في العالم هي صغيرة للغاية: لقد نجح الكيميائيون في إنتاج جزيئات عملاقة قائمة على الكربون تكون مستقرة بشكل خاص ، على سبيل المثال ، كقوالب بناء للمواد البلاستيكية وتكنولوجيا النانو.

استغرق الأمر منهم سنة لتركيب عجلاتهم ، والتي كانت فقط عدد قليل من نانومتر في الحجم. الآن ، نشر الكيميائيون في جامعة بون نتائجهم في مجلة Angewandte Chemie الشهيرة. بالنسبة لغير الكيميائيين ، فهي كائنات صغيرة جدًا - ولكن بالنسبة للكيميائيين ، فهي جزيئات عملاقة مستقرة الأبعاد استنادًا إلى الهيدروكربونات التي كانوا يحلمون بها سابقًا فقط. من خلال عملهم ، بدأت مجموعة الأبحاث في فتح آفاق جديدة في مجال تكنولوجيا النانو والمواد المركبة. ربما تجد العجلات المنطوقة الجزيئية طريقها قريبًا إلى البلاستيك بخصائص جديدة.

إذا كنت تريد أن تعرف بالضبط كيف تبدو هذه العجلة الجزيئية المنطوقة ، فسيكونك أستاذًا مساعدة Sigurd Höger. في مكتبه لديه صورة لعجلة جزيئية مثلها هو وزملاؤه. تم التقاط الصورة نفسها بالتعاون مع مجموعة العمل التي يرأسها البروفيسور ستيفن دي فايتر من جامعة لوفين الكاثوليكية ، والتي كانت قادرة على إثبات الحجم الدقيق والشكل الدقيق باستخدام مجهر مسح الأنفاق.

عجلة جديدة مستقرة بشكل خاص الأبعاد

"التماثل ستة أضعاف يمكن التعرف عليه بوضوح هنا" ، يصف Höger الجزيء ويشير إلى الشكل ، مما يدل على هيكل حلقة الشكل للعجلة الجزيئية مع المتحدث الستة. "لقد مكننا التوليف من الوصول إلى حجم لم يسبق وصفه للعجلات الجزيئية القائمة على الكربون" ، يتابع. لا يتم تعريف الجزيء المُصنَّع حديثًا بالضبط فقط من خلال بنيته ، ولكن أيضًا بشكل خاص ثابت الأبعاد - تمامًا مثل العجلة الحقيقية ، فإذا كنت تريد "تقسيم الشعر" وتقسيم الشعر البشري إلى 10000 جزء ، فسيكون قطر كل واحد منها جزيئيًا. عجلة مزود باسلاك. بالنسبة للشخص العادي الذي يبدو صغيراً ، ولكن بالنسبة للجزيئات من هذا النوع ، فإن "بناء" بون هو عملاق حقيقي.

القالب جزء من العجلة النهائية

لمدة عام ، عمل الباحثون على تطوير "وصفة الطبخ" حتى تم الكشف عن كيفية تصنيع عجلة حقيقية وثابتة بهذا الحجم. اليوم ، التوليف سهل التكاثر. يكمن مفتاح ذلك في الهيكل الخاص لجزيئات السلائف: يعمل محور العجلة اللاحق كقالب ومكون في واحد - بحد أقصى من الكفاءة. عرض

يشبه الجزيء الصفائح الدموية Laponit ، وهي عبارة عن صفيحة طينية من الطين نانومتر قليلة ، والتي تستخدم حاليًا كمضاف للإضافات الدهنية ، في صناعة السيراميك وكخليط من المواد البلاستيكية ، مثلها مثل الطينات الأخرى ذات الطبقات. هذا يعطي خصائص المنتجات البلاستيكية التي تعتمد على درجة حرارة الخلط ونقاء الطين.

يمكن تغيير الخصائص حسب الرغبة

من الواضح أن مزايا الصلصال على الصلصال الطبيعي واضحة للغاية: حيث أن درجة نقائها العالية وحجم الجسيمات المحدد جيدًا يجعلها أكثر ملاءمة لإنتاج المنتجات المطلوبة تمامًا. إن نهج الباحثين في بون يجعل من الممكن جعل العجلات أكبر أو أصغر وتغيير خصائصها تقريبًا حسب الرغبة. يقول هيغر: "في الطريق إلى جزيئات أكبر ثباتًا ذات أبعاد ، يمكن أيضًا تصور هياكل شبكة العنكبوت ثنائية الأبعاد في المستقبل".

(جامعة بون ، 05.07.2007 - NPO)