Группа ученых из Оксфордского университета и исследовательского центра IBM в Швейцарии создала из атомов углерода кольцо. Новый аллотроп углерода очевидно обладает высокой химической реактивностью, но о его практическом применении пока ничего не говорится.
Фото: Анатолий Жданов, Коммерсантъ / купить фото
Фото: Анатолий Жданов, Коммерсантъ / купить фото
Чистый углерод известен в двух формах с незапамятных времен — а именно в форме алмазов и графита. В последние десятилетия к ним добавились еще два аллотропа: фуллерен (по форме нечто вроде футбольного мяча, самый распространенный вариант — 60 атомов углерода, но может быть и 540) и графен (одноатомная пленка). И за фуллерены (в 1996 году), и за графен (в 2010-м) их первооткрывателям были присуждены Нобелевские премии.
Молекулярная цепочка из атомов углерода, в которой тройная связь чередуется с одинарной, давно занимала исследователей, но они видели теоретическое препятствие: тройная связь очень жесткая, она формирует прямую линию атомов. Но, полагали многие ученые, если бы цепочка с таким чередованием была бы достаточно длинной, можно было бы связать ее в кольцо.
После появления графита были сделаны практические шаги к углеродному кольцу — несколько групп исследователей пытались как бы вырезать его лазером из графитового полотна, но получавшиеся соединения были сверхкороткоживущими.
Группа оксфордских и швейцарских ученых еще в прошлом году создала шнур из атомов углерода с чередованием тройной и одинарной связи, правда, концы приходилось «прятать» иным образом. На сей раз они использовали кольцо с химической формулой C24O6, охладили его до 5 градусов Кельвина, поместив на поверхность из химически чистой поваренной соли, и извлекли из него шесть молекул монооксида углерода (CO).
Теоретически говоря, атомы углерода могли соединиться в кольцо и при помощи двойных связей, однако, как показал анализ, получилось именно чередование тройных и одинарных связей.
По материалам «An sp-hybridized molecular carbon allotrope, cyclo[18]carbon». Katharina Kaiser, Lorel M. Scriven, Fabian Schulz, Przemyslaw Gawel, Leo Gross, Harry L. Anderson, журнал Science, август 2019 г.