p Pela primeira vez, pesquisadores usaram benzeno, um hidrocarboneto comum, para criar um novo tipo de nanotubo molecular, o que poderia levar a novas aplicações de semicondutores baseados em nanocarbono. p Pesquisadores do Departamento de Química têm trabalhado arduamente em seu laboratório recém-reformado na Escola de Ciências da Universidade de Tóquio. O ambiente primitivo e o layout inteligente oferecem amplas oportunidades para experimentos emocionantes. O professor Hiroyuki Isobe e seus colegas compartilham uma apreciação pelas "belas" estruturas moleculares e criaram algo que não é apenas belo, mas também inédito na química.

p Seu nanotubo de fenina (pNT) é conhecido por sua simetria e simplicidade agradáveis, o que é um contraste gritante com seus meios complexos de desenvolvimento. A síntese química de nanotubos é notoriamente difícil e desafiadora, e controlar as estruturas em questão para fornecer propriedades e funções exclusivas é ainda mais complexo.

p Os nanotubos de carbono são famosos por sua estrutura de grafite sem defeitos, mas variam amplamente em comprimento e diâmetro. Isobe e sua equipe queriam um único tipo de nanotubo, uma nova forma com defeitos controlados em sua estrutura cilíndrica nanométrica, permitindo que moléculas adicionais adicionem propriedades e funções.

p O novo processo de síntese dos pesquisadores começa com o benzeno, um anel hexagonal de seis átomos de carbono. Eles usaram reações para combinar seis desses benzenos para formar um anel hexagonal maior, denominado ciclo-meta-fenileno (CMP). Os átomos de platina permitiram que quatro CMPs formassem um cubo aberto. Quando a platina é removida, o cubo surge em um círculo grosso e este é fornecido com moléculas de ponte em ambas as extremidades, habilitando o formato do tubo.

p Parece complicado, mas surpreendentemente, esse processo complexo une com sucesso os benzenos da maneira certa em mais de 90% das vezes. A chave também está na simetria da molécula, o que simplifica o processo de montagem de até 40 benzenos. Esses benzenos, também chamados de feninas, são usados ​​como painéis para formar o cilindro nanométrico. O resultado é uma nova estrutura de nanotubos com defeitos periódicos intencionais. Investigações teóricas mostram que esses defeitos impregnam o nanotubo com caracteres semicondutores.

p "Um cristal de pNT também é interessante:as moléculas de pNT estão alinhadas e empacotadas em uma rede rica em poros e vazios, "Isobe explica." Esses nanoporos podem encapsular várias substâncias que imbuem o cristal pNT com propriedades úteis em aplicações eletrônicas. Uma molécula que incorporamos com sucesso ao pNT foi uma grande molécula de carbono chamada fulereno (C70). "

p "Uma equipe liderada por Kroto / Curl / Smalley descobriu os fulerenos em 1985. Diz-se que Sir Harold Kroto se apaixonou pela bela molécula, "continua Isobe." Sentimos o mesmo em relação ao pNT. Ficamos chocados ao ver a estrutura molecular da análise cristalográfica. Uma estrutura cilíndrica perfeita com simetria quádrupla emerge de nossa síntese química. "

p "Depois de algumas décadas desde a descoberta, esta linda molécula, fulereno, encontrou vários utilitários e aplicativos, "acrescenta Isobe." Esperamos que a beleza de nossa molécula também aponte para propriedades únicas e funções úteis esperando para serem descobertas. "

p O estudo está publicado na revista Ciência .