Halka Biçiminde Çok Karbonlu Bir Bileşik Olan Siklokarbon Sentezlendi

Fotoğraf: Soldan sağa ana molekül C₂₄O₆, ara moleküller C₂₂O₄ ve C₂₀O₂, son olarak da CO gruplarını ayrıştıracak olan atom manipülasyonu kullanılarak ortaya çıkartılan siklo[18]karbon C18 ürünü gösterilmektedir. Alt satırda ise, CO fonksiyonaliteli uç kullanılarak atomik kuvvet mikroskobundan (AFM) elde edilmiş sonuçlar gösterilmektedir. Kaynak: IBM Araştırma

Oxford Üniversitesi’nden ve IBM Araştırma’dan bir grup araştırmacı, ilk defa halka şeklinde çok karbonlu bir bileşik, siklokarbon, sentezlemeyi başarmışlardır. Science dergisinde yayımlanan araştırmalarında grup, kullandıkları işlemleri ve siklokarbon bileşikleri bir arada tutan bağlar hakkında öğrendiklerini açıklamışlardır.

Karbon, hemen her yerde var olan bir elementtir ve elmas, grafen gibi birçok formda da bulunmaktadır. Bu yeni araştırma ile birlikte araştırmacılar, benzer formların (allotropiler) nasıl bağ yaptıkları ile ilgili fazlaca araştırmanın var olduğunu belirtmektedirler. Ayrıca, az bilinen karbon tiplerinin yeterince ilgi görmediğini de belirtmişlerdir. Bunlardan biri tartışma konusu bile olabilmiş siklokarbonlardır. İki komşu form aynı uzunlukta bağ yapabilir mi ya da daha uzun veya daha kısa değişken bağlar var mıdır? Bu sorunun, birçok formun yüksek reaktivitesi sebebi ile bulunması zor bir cevabı vardır. Yeni araştırma sayesinde bu soruya bir cevap bulunabilir.

Takımın yaklaşımı, ana bir molekül yaratmayı ve sonra onu istenen forma indirgemeyi içermektedir. Bu amaçla, karbon atomlarının yüzeye yapışmasını önlemek için tuzla kaplı bir bakır tabakası üzerine doğrusal karbon atomları çizgileri oluşturacak atomik kuvvet mikroskopisi kullanmışlardır. Daha sonra, üçgen şeklinde bir form olan ve karbon okside dönüşebilen C₂₄O₆‘yı oluşturmak için atomların çizgilerini ortaya çıkartmışlardır. Sonrasında takım, AFM aracılığı ile yüksek voltaj vererek üçgenin bir köşesini koparmışlardır. Bunun sonucunda C₂₂O₄ oluşmuştur ve diğer iki köşe için de aynı işlemi gerçekleştirmişlerdir. Ürün ise 18 karbonlu bir siklokarbondur. Halka oluşturulduktan sonra, araştırmacılar keşfetmiştir ki, halkayı bir arada tutan bağlar, değişken olan uzun ve kısa bağlardır.

Fotoğraf: Siklo[18]karbon iskelet modeli. Kaynak: IBM Araştırma

Fotoğraf: Aşağıda AFM verilerinin sanatsal 3 boyutlu gösterimi (uzun uç örnek mesafesinde). Kaynak: IBM Araştırma

Fotoğraf: Aşağıda AFM verilerinin sanatsal 3 boyutlu gösterimi (kısa uç örnek mesafesinde). Kaynak: IBM Araştırma

Araştırmacılar, kullanılan tekniğin daha ileri deneylerde kullanılabileceğine dikkat çekmektedirler, örneğin; siklokarbonları birleştirmek denenebilir ya da yeni tür moleküller yaratılabilir ve uzantılarıyla yeni materyaller bile ortaya çıkartılabilir. Ayrıca tekniğin, tek elektron transferli yeni tip elektronik materyaller ortaya çıkartmaya kapı açtığını belirtmektedirler.

Makaleyi görüntülemek için “Bir sp Hibridizasyonu ile Oluşturulmuş Karbon Allotropisi, Siklo[18]karbon” buraya tıklayın.

Kaynak: phys.org