Текст опубликован в личном блоге и его автор не имеет отношения к администрации сайта
Специалисты из университета Нагоя в Японии добились прорыва в химии, применив скелетное редактирование к синтезу наноуглеродов. Не ограничиваясь внешними краями, учёные разрезали и перестраивали связи внутри плоских жёстких углеродных молекул. Это дало возможность создать ранее недоступные сложные внутренние структуры. В результате были синтезированы уникальные хиральные наноуглероды.
Попытка принудительного изменения центральной части молекулы приводит к её разрушению под воздействием сильного структурного напряжения. В данном случае было использовано так называемое скелетное редактирование. Оно уже применяется в фармацевтике, где химики заменяют отдельные атомы внутри лекарственных соединений, чтобы точно настроить их взаимодействие с человеческим организмом. Теперь оказалось, что такой же подход можно применять и к крупным небиологическим наноуглеродам.
Среди созданных образцов имеется массивное 10-углеродное кольцо, встроенное в хиральный каркас, а также молекулярная двойная спираль, напоминающая миниатюрные нити ДНК. Такие молекулы являются хиральными, существуя в виде левой и правой зеркальных форм, подобно человеческим рукам. Получение специфических левой или правой формы крупных наноуглеродов с такой высокой точностью (асимметрический синтез) ранее было достигнуто лишь дважды.
Полученные наноуглероды под воздействием света светятся. Два созданных варианта способны без разрушения поглощать и удерживать множество электрических зарядов. Ещё один вариант сохраняет скрученную форму при температурах до 280 °C.
Молекула с двойной спиралью самоорганизуется в пористую кристаллическую структуру, полную спиральных каналов. Эти микроскопические поры могут избирательно улавливать и высвобождать углекислый газ. Такой материал может рассматриваться как кандидат для систем улавливания углекислого газа и хранения газов.
В будущем новое направление в разработке материалов может стать основой создания сверхэкономичных вычислительных компонентов и высокоуровневых устройств оптического шифрования.