Kimyagerler, grafenin ‘süperatomik’ kuzeni olan yeni karbon formu, grafüllereni keşfettiler
Sayısız formdaki karbon, bilim camiasını uzun zamandır büyüledi. Karbonun maddi formları, Dünya üzerindeki tüm organik yaşamın ana bileşeni olmasının yanı sıra, atılımlardan payına düşeni fazlasıyla almıştır. 1996’da kimya dalında Nobel Ödülü, futbol topu şeklinde 60 karbon atomundan oluşan süper atom simetrik bir yapı olan fullereni keşfedenlere verildi. 2010 yılında, grafen olarak bilinen karbonun ultra güçlü, atom inceliğinde bir versiyonuyla çalışan araştırmacılar, fizik alanında Nobel Ödülü’nü kazandı.
yayınlanan çalışmada Doğaliderliğindeki araştırmacılar Kolombiya Üniversitesi İlk yazar Elena Meirzadeh ile birlikte kimyagerler Xavier Roy, Colin Nuckolls ve Michael Steigerwald, fulleren ve grafen arasında bir yerde bulunan yeni bir karbon versiyonu keşfettiler: grafulleren. Bu, daha büyük bir grafüllerit kristalinden ultra ince pullara soyulmuş bağlı fulleren katmanlarından oluşan yeni bir iki boyutlu karbon şeklidir – aynı şekilde grafen, kurşun kalemlerde bulunan malzeme olan grafit kristallerinden soyulur.
Çalışma kısmen ABD Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklendi: Columbia’nın NSF tarafından finanse edilen Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Araştırma Merkezive iki araştırma hibeler Roy’a.
Nuckolls, “Yeni bir karbon formu bulmak inanılmaz” dedi. “Ayrıca, süper atom yapı taşlarına yazılan bilgilerin bir sonucu olarak yeni ve sıra dışı özelliklere sahip olacak, benzer şekilde yapılabilecek bütün bir malzeme ailesinin olduğunu fark etmenizi sağlıyor.”
Süper atomlar, bir odak noktası Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Araştırma Merkezivardır bir molekülden daha büyük, ancak bir kristalden daha küçük, topluca davranan atom kümeleri. Süper atomlar, her türlü yeni malzeme için yapı taşları olarak hizmet edebilir.
Çalışmak için toptaki 60 karbon atomu ile fullerenler teorik olarak her biri farklı elektronik, manyetik ve optik özellikler sağlayabilen birkaç farklı yolla birbirine bağlanabilir. Roy, bu ilk sürümün yalnızca bir olası yapılandırmayı temsil ettiğini söyledi.
Çalışma, ekibin grafikeren potansiyelini keşfetmesi için bir başlangıç noktasıdır. Kimya açısından bakıldığında, modüler özelliklerini ayarlayıp ayarlamayı ve yeni yapıları tanıtmayı planlıyorlar, işbirlikçiler ise karbonun başka hangi sırları gizlediğini görmek için farklı türden iki boyutlu malzemelerle birleştirildiğinde neler olduğuna daha yakından bakacaklar.
Roy, “Hem grafen hem de fullerenlerin keşifleri inanılmaz derecede etkiliydi” dedi. Örneğin fullerenler, tıpta MRG ve X-ışını görüntüleme için kontrast maddeler olarak ve ilaç tedavilerini iletmek için kullanılır. Ayrıca organik güneş pilleri oluşturmak için kullanılırlar. Çok sayıda benzersiz özelliğe sahip son derece hafif ancak güçlü bir malzeme olan daha yakın zamanda keşfedilen grafen, elektronik, enerji uygulamaları ve daha fazlasında potansiyel kullanımlar için aktif olarak araştırılmaktadır.
Roy, “Şimdi bunları bir araya getirerek bu yeni karbon biçimini oluşturduk. Bu çalışmadan tam olarak ne çıkacağını bilmiyoruz, ancak keşfetmek çok heyecan verici olacak” dedi.