Nanocinture di carbonio sintetizzate per la prima volta dopo 60 anni di ricerca

Le nanocinture (nanobelt) di carbonio, molecole composte da anelli aromatici semplici formati da sei atomi di carbonio (benzene) fusi tra loro a formare un sistema ciclico, sono state una sorta di chimera della chimica organica. Da più di sessanta anni, i chimici di tutto il mondo cercano di sintetizzare questa molecola senza esserci mai riusciti, almeno fino ad ora. Ricercatori dell’Università di Nagoya (Giappone) hanno recentemente pubblicato su Science la prima sintesi organica di nanocinture di carbonio. Le difficoltà nella sintesi di tale molecole sono dovute all’elevata tensione angolare che presenta il benzene quando viene distorto in seguito alla fusione con altri anelli aromatici, rendendolo altamente instabile. Il team di ricercatori dell’università giapponese ha avuto successo grazie alla loro particolare strategia di sintesi. Per prima cosa hanno ottenuto, partendo dal p-xylene, un macrociclo stabile, un derivato dello (Z)-stilbene (un diariletene) con atomi di bromo come sostituenti in posizione orto e meta. Da tale precursore hanno ottenuto il nanobelt attraverso una reazione di coupling (accoppiamento) catalizzata da un composto organometallico a base di nichel. I nanobelt di carbonio presentano peculiare proprietà opto-elettroniche che rendono questo materiale adatto per numerose applicazioni. In particolare, l’elevato interesse per tale materiale è dovuto soprattutto al suo utilizzo come stampo per la sintesi di nanotubi di carbonio. Uno dei maggiori impedimenti all’utilizzo dei nanotubi di carbonio è la difficoltà nel riuscire a sintetizzare contemporaneamente strutture con lo stesso diametro e orientazione. Tali variazioni influiscono sulle proprietà elettriche e ottiche generando un materiale con caratteristiche non omogenee. Utilizzando le nanocinture di carbonio come precursori si potrebbero ottenere nanotubi uniformi che porterebbero allo sviluppo di nuovi materiali altamente funzionali.

Maggiori info su Phys.org.

Guarda il video del momento in cui è stata identificata la struttura del nanobelt di carbonio tramite cristallografia a raggi-X:



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