Исследователи из Нагойского университета и Университета Хоккайдо (Япония) синтезировали первый лентообразный молекулярный наноуглерод с топологией скрученной ленты Мёбиуса, который прокладывает путь к разработке наноуглеродных материалов со сложной топологической структурой, передает портал EurekAlert!. Подробно открытие описано в журнале Nature Synthesis.
«Углеродный нанопояс Мёбиуса был молекулой мечты в научном сообществе после того, как мы сообщили о первом химическом синтезе углеродного нанопояса — ультракороткой углеродной нанотрубки — в 2017 году. Точно так же, как и с ремнями, которые мы используем каждый день, мы представляли, что произойдет с нашим «молекулярным поясом», если его затягивать и поворачивать. Это еще одна удивительно красивая молекула», — говорит Кеничиро Итами, руководитель исследовательской группы.
Углеродный нанопояс Мёбиуса был синтезирован в результате 14 стадий химической реакции, включая недавно разработанную реакцию функционализации, реакцию Виттига и никель-опосредованную реакцию гомосочетания. Спектроскопический анализ и моделирование методом молекулярной динамики показывают, что поворотный фрагмент ленты Мёбиуса быстро перемещается вокруг молекулы углеродного нанопояса в растворе.
Открытие прокладывает путь к разработке наноуглеродных материалов со сложной топологической структурой, которые могут применятся в нанотехнологиях, электронике, оптике и биомедицинских приложениях.
Лента Мёбиуса – топологический объект, неориентируемая поверхность с одним краем. Ее модель можно представить в виде полоски бумаги, у которой соединены противоположные края, но один из них перед этим был перевернут.
[Иллюстрация: Nature Synthesis]
