Nanotüplerin Kimyasal Sentezi
Fotoğraf : 40 benzenden oluşan nano boyutlu, insan saçından on binlerce kez daha ince pNT silindiri.
Basit benzen moleküllerinden yapılmış nano boyutlu tüpler.
Araştırmacılar ilk kez yeni bir nanokarbon bazlı yarı iletken uygulamalara yol açabilecek, eşi benzeri olmayan moleküler nanotüp oluşturmak için ortak bir hidrokarbon olarak benzen kullandılar.
Araştırmacılar ilk kez yeni bir nanokarbon bazlı yarı iletken uygulamalara yol açabilecek eşi benzeri olmayan moleküler nanotüp oluşturmak için ortak bir hidrokarbon olarak benzen kullandılar.
Kimya Bölümü’nden araştırmacılar, Tokyo Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü’nde bulunan yakın zamanda yenilenmiş olan laboratuvarlarında yoğun bir şekilde çalıştılar. Laboratuvardaki el değmemiş ortam ve akıllı düzen onlara heyecan verici deneyler için bol miktarda fırsat sağlıyordu. Profesör Hiroyuki Isobe ve meslektaşları “güzel” moleküler yapılar için çalışmalarında takdir edilmeyi hak ediyorlar. Sadece güzel olanı değil aynı zamanda kimya için de bir ilki yarattılar.
Fenin nanotüplerini (pNT), asla karmaşık olmayan hoş simetri ve sadeliği ile görmek güzel. Nanotüplerin kimyasal sentezinin karmaşık ve zor olduğu söylenir. Eğer benzersiz özellikleri ve fonksiyonları sağlamak için söz konusu yapıları hassas bir şekilde kontrol etmek istiyorsanız bu daha da zordur.
Tipik karbon nanotüpler kusursuz grafit yapıları ve hatasız olmaları ile ünlüdür, sadece uzunluk ve çap olarak geniş çeşitlilik gösterirler. Isobe ve ekibi ise, nanometre büyüklüğünde silindirik yapı içine eklenen moleküllerin yeni özellik ve fonksiyonlar ekleyebilmelerini sağlayan kontrollü kusurlara sahip yeni bir form olan tek tip nanotüp istedi.
Araştırmacıların yeni sentez süreci altı karbon atomlu altıgen halka olan benzen ile başladı. Siklo-meta-fenilen (CMP) adı verilen daha büyük altıgen bir halka yapmak adına bu benzenlerin altısını birleştirmek için reaksiyonlar kullandılar. Ardından dört CMP’nin açık uçlu bir küp oluşturmasını sağlayan platin atomları kullandılar. Platin çıkarıldığında, küp kalın bir daireye yayılıyordu ve CMP, tüp şeklini sağlayan her iki uçta köprüleme molekülleriyle donatılmış oluyordu.
Kulağa karmaşık geliyor, ama şaşırtıcı bir şekilde, bu karmaşık işlem, benzenleri %90’ın üzerinde bir oranla doğru şekilde başarıyla bağlıyor. Anahtar molekülün simetrisinde yatmaktadır. Molekülün simetrisi, 40’a kadar benzeni bir araya getirme işlemini basitleştirmektedir. Aynı zamanda jenin olarak da adlandırılan bu benzenler nanometre büyüklüğünde silindir oluşturmak için paneller olarak görev yapmaktadır. Sonuç, kasıtlı oluşturulmuş periyodik kusurlara sahip yeni bir nanotüp yapısıdır. Teorik araştırmalar bu kusurların nanotüpün yarı iletken karakteri ile giderildiğini göstermektedir.
Isobe, Bir pNT kristalinin de ilginç olduğunu söylemiştir. “pNT molekülleri, gözenekler ve boşluklar bakımından zengin bir kafes içine hizalanır ve paketlenir” diyen Isobe, “Bu nanoporlar, pNT kristalini elektronik uygulamalarda faydalı özelliklerle birleştiren çeşitli maddeleri kapsülleyebilir. Başarıyla pNT’ye yerleştirdiğimiz molekül fulleren (C70) adı verilen büyük bir karbon molekülü idi.” diye ekledi.
“Kroto / Curl / Smalley tarafından bir takım lideri 1985 yılında fullereni keşfetti. Isobe, Sör Harold Kroto’nun güzel moleküle aşık olduğu söyleniyor, PNT için aynı şekilde hissediyoruz. Kristallografik analizden moleküler yapıyı görmek bizi şok etti” dedi. “Keşiften birkaç on yıl sonra, bu güzel molekül fullerene çeşitli yararlar ve uygulamalar sağladı. Molekülümüzün güzelliğinin, keşfedilmeyi bekleyen benzersiz özelliklere ve kullanışlı işlevlere de işaret edeceğini umut ediyoruz.” diye ekledi.
Kaynak : sciencedaily.com
