30 мая 2024, четверг, 12:11
TelegramVK.comTwitterYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Ученые синтезировали молекулу углерода в форме ленты Мёбиуса

Молекула углерода в форме ленты Мёбиуса
Молекула углерода в форме ленты Мёбиуса
Yasutomo Segawa/Nature Synthesis, 2022

Японские ученые из Университета Нагойи впервые синтезировали углеродную наноленту, скрученную в форме ленты Мёбиуса.

Получившая название в честь немецкого математика XIX века Августа Мёбиуса лента представляет собой одностороннюю поверхность: то есть муравей, сидящий на ленте Мёбиуса, сможет добраться до ее противоположной стороны, не переползая через край, а просто двигаясь вдоль ленты. Модель ленты Мёбиуса можно изготовить из полоски бумаги, если склеить ее в кольцо, предварительно перевернув один из концов.

Создать ленту Мёбиуса на молекулярном уровне гораздо труднее. «Углеродная нанолента Мёбиуса была молекулой мечты в научном сообществе после того, как мы сообщили о первом химическом синтезе углеродной наноленты — ультракороткой углеродной нанотрубки — в 2017 году», —говорит руководитель исследовательской группы Кенитиро Итами.

Углеродная нанолента Мёбиуса должна проявлять совсем другие свойства и молекулярные движения по сравнению с обычными углеродными нанолентами. «Из нашего предыдущего синтеза углеродных нанолент мы знали, что энергия деформации становится самым большим препятствием в синтезе. Кроме того, дополнительное скручивание в структуре ленты делает энергию деформации конечной молекулы-мишени еще выше. Ключом к успеху в реальном синтезе стал молекулярный дизайн и детальное изучение условий реакции», — рассказывает Ясутомо Сегава.

Рациональный синтетический маршрут был определен с использованием теоретического анализа огромной деформации, возникающей как из-за формы ленты, так и из-за скрученной молекулярной структуры. Синтез углеродной наноленты Мёбиуса потребовал четырнадцати стадий. Спектроскопический анализ и моделирование молекулярной динамики показывают, что поворотный фрагмент ленты Мёбиуса быстро перемещается вокруг молекулы. Настоящая работа является новаторским достижением, которое прокладывает путь к разработке наноуглеродных материалов со сложной топологической структурой и рождению инновационного материаловедения с использованием топологии Мёбиуса.

Исследование опубликовано в журнале Nature Synthesis.

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
VK.com Twitter Telegram YouTube Яндекс.Дзен Одноклассники
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2024.