Cientistas russos sintetizaram um novo material ultraduro que consiste em escândio contendo carbono. Consiste em moléculas de fulereno polimerizadas com átomos de escândio e carbono em seu interior. O trabalho abre caminho para futuros estudos de materiais ultraduros à base de fulereno, tornando-os um potencial candidato a dispositivos fotovoltaicos e ópticos, elementos de nanoeletrônica e optoeletrônica e engenharia biomédica como agentes de contraste de alto desempenho. O estudo foi publicado em Carbon .
A descoberta de novas moléculas de carbono conhecidas como fulerenos há quase 40 anos foi um avanço revolucionário que abriu o caminho para a nanotecnologia de fulereno. Os fulerenos têm uma forma esférica feita de pentágonos e hexágonos que se assemelha a uma bola de futebol, e uma cavidade dentro da estrutura de carbono das moléculas de fulereno pode acomodar uma variedade de átomos.

A introdução de átomos de metal em gaiolas de carbono leva à formação de metalofulerenos endoédricos (EMF), que são tecnologicamente e cientificamente importantes devido às suas estruturas únicas e propriedades optoeletrônicas.

Uma equipe de pesquisadores do NUST MISIS, do Instituto Tecnológico de Materiais de Carbono Superduros e Novos e do Instituto de Física Kirensky obteve, pela primeira vez, EMFs contendo escândio e estudou o processo de sua polimerização. A polimerização é o processo pelo qual as moléculas não ligadas se unem para formar um material polimerizado quimicamente ligado. A maioria das reações de polimerização ocorre a uma taxa mais rápida sob alta pressão.

Depois que os fulerenos contendo escândio foram obtidos do condensado de carbono usando um plasma de descarga de arco de alta frequência, eles foram colocados em uma célula de bigorna de diamante, o dispositivo mais versátil e popular usado para criar pressões muito altas.

"Descobrimos que os átomos convidados facilitam o processo de polimerização. Os átomos de escândio alteram completamente o processo de ligação do fulereno pela polarização das ligações de carbono, o que leva a um aumento em sua atividade química. O material obtido era menos rígido que os fulerenos polimerizados puros, foi mais fácil de obter", disse Pavel Sorokin, pesquisador sênior do Laboratório de Nanomateriais Inorgânicos NUST MISIS.

O estudo abrirá caminho para estudos de complexos endoédricos de fulerita como um material macroscópico e permitirá considerar a EMF não apenas como uma nanoestrutura de interesse fundamental, mas também como um material promissor que pode ser procurado em vários campos da ciência e tecnologia em o futuro, acreditam os pesquisadores. + Explorar mais

Características eletrônicas ajustáveis ​​para metalofulerenos