Kararlı Biradikaller Kimyanın Cazibesini Arttırıyor
Fotoğraf : Sol tarafta alışıldık bir bor-bor çift bağı ve sağ tarafta onların kararlı biradikal akrabaları
Bor biradikalleri elektronik ortamda sentezlendi.
Würzburg Üniversitesi’nin araştırmacıları molekülleri o kadar kuvvetli döndürdüler ki döndürdükleri moleküllerin çift bağları tamamen tahrip oldu. Sonuç: Alışılmadık derece kararlı biradikaller.
Beyaz çamaşırların beyaz kalması için bazı çamaşır sularına bor ilave edilir. Isıya dayanıklı camlar ve keramikler de aynı şekilde bor içerebilir.
Würzburg Julius-Maximillians- Üniversitesi’nde de kimyagerler borla çalışıyorlar. Yıllardır bu elementin temellerini araştırıyorlar. Şimdi, bor atomlarının arasındaki çoklu bağlar içeren molekülleri döndürmeyi ve oldukça kararlı biradikaller üretmeyi başardılar.
Biradikaller, normalde aşırı derece reaktif moleküllerdir. Örneğin, yanma süreçlerinde oluşurlar ve öyle kısa ömürlüdürler ki kimyasal analizlerde güç bela saptanabilirler veya hiç saptanamazlar.
JMÜ’de sentezlenen biradikallerde durum farklı görünüyor. Katı madde olarak bulunuyorlar ve haftalarca kararlı kalabiliyorlar. Anorganik Kimya Enstitüsü’nden Profesör Holger Braunschweig:“Bu şekilde elimizde sakinlikle inceleyebileceğimiz bir model madde bulunuyor,” dedi.
Bor-Bor Çift Bağlarının İçe Doğru Bükülmesi:
Kimyagerler uzun zamandır atomların arasındaki çift bağları döndürmeye, bozmaya veya koparmaya çalışmışlardır, bunda da ancak kısmen başarılı olmuşlardır. Bir çift bağı 90 derece döndürmeyi başarma hayali ilk defa JMU’nun kimya laboratuarlarında gerçekliğe kavuştu.
Würzburg’da araştırmacılar deneylerinden diboran elde etmeyi bekliyorlardı: Oluşan moleküllerin normalde çift bağdan oluşan iki tane bor atomu içermesi gerekiyordu. Ama oluşan moleküllerde bor atomlarının arasındaki çift bağların 90 derece içe doğru büküldükleri ve bunun sonucunda da koptukları gözlemlenmiştir.
Elektronik Ortamda İlk Hallerinde Bulunan Biradikaller
Bunun sonucunda aşırı derece kararlı biradikaller oluşmuştur. Bu sonuç alışılmamıştır. JMU’da doktora öğrencisi ve Nature Communications’ın ilk yazarı ve yayımcısı olan Julian Böhmke ”Normalde bir molekül ne zaman iradesi dışında döndürülse, daha kararsız ama aynı zamanda daha da reaktif hale gelir,”dedi.
“Bu kararlılığın nedeni bizim biradikallerimizin iki eşleşmemiş elektron içermesine rağmen elektronik ortamda ilk hallerinde bulunmaları,”diye açıkladı, Braunschweig. “Bu yapıyı beklememiştik,”diye de ekledi.
Braunschweig’a göre bu moleküllerin kullanım alanları henüz belli değildir. Muhtemelen ilk polimerlerin içine yerleştirilebilirler, ondan sonra organik elektronikte kullanılabilirlikleri değerlendirilebilir. Profesör bunun çok sonranın işi olduğunu vurguladı. Bundan sonra JMU kimyagerleri, çift bağ içeren bor ve karbon atomları arasında da benzer şekilde kararlı biradikaller sentezlenip sentezlenemeyeceğini test etmek istiyorlar.
2112 Mezunlar Kurulu’nun* Başarısı
Bu araştırmalar zahmetli ve kapsamlıydılar. 16 araştırmacı bu araştırmayla 3 yıl ilgilendiler. Julian Böhnke doktora tezini bu konuda yazmaktadır, kendisi 2112 Mezunlar Kurulu’nda da bu konu (Molecular Biradicals: Structure, Properties and Reactivity) çerçevesinde çalışmaktadır. Kurulun sözcüsü Profesör Ingo Fischer’dir. Mezunlar Kurulu’nda doktora öğrencileri, biradikallerin kimyasal ve fiziksel özelliklerini bir ekip halinde araştırabilmektedirler.
Mezunlar Kurulu’nun bünyesinde oluşturulan teori odaklı kimya çalışma gruplarının faaliyetleri, araştırmanın başarısı için önemliydiler. Profesörler Bernd Engels ve Roland Mitrić’in ekiplerinin büyük katkısı olmuştur. Onlar, Yeni sentezlenen biradikallerin bağlanma ilişkilerinin kayıt altına alınmasında yardımcı oldular. Başka Alman grupları da katkı sağlamışlardır.
Araştırmalar için finansal destek, 2112 Mezunlar Kurulu çerçevesinde Alman Araştırma Birliği tarafından sağlanmıştır. Ayrıca Avrupa Araştırma Birliği bünyesindeki ERC-Grant fonlarından da Profesör Braunschweig aracılığıyla destek sağlanmıştır.
*2112 Mezunlar Kurulu, Alman Üniversiteleri bünyesinde kurulmuş olup Alman Araştırma Birliği tarafından desteklenen kurullara verilen addır.
Kaynak : chemie.de
