De izquierda a derecha, molécula precursora C24O6, los intermedios C22O4 y C20O2 y el producto final ciclo [18] carbono C18 creado en la superficie disociando grupos de enmascaramiento de CO mediante manipulación de átomos. La fila inferior muestra datos de microscopía de fuerza atómica (AFM) utilizando una punta funcionalizada con CO. Crédito:IBM Research
Un equipo de investigadores de la Universidad de Oxford e IBM Research ha sintetizado con éxito por primera vez el ciclocarbono compuesto de múltiples carbonos en forma de anillo. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el grupo describe el proceso que utilizaron y lo que aprendieron sobre los enlaces que mantienen unido un ciclocarbono.
El carbono es uno de los elementos más abundantes, y se ha encontrado que existe en muchas formas, incluidos diamantes y grafeno. Los investigadores de este nuevo esfuerzo señalan que se han realizado muchas investigaciones sobre las formas más familiares (alótropos) de cómo se unen. Además, señalan que los tipos de carbono menos conocidos no han recibido tanta atención. Uno de estos, llamado ciclocarbono, incluso ha sido tema de debate. ¿Están las formas de dos vecinos unidas por enlaces de la misma longitud, ¿O hay enlaces alternados de longitudes más cortas y más largas? La respuesta a esta pregunta ha sido difícil de encontrar debido a la alta reactividad de tales formas. Los investigadores con este nuevo esfuerzo se propusieron la tarea de encontrar la respuesta de una vez por todas.
El enfoque del equipo implicó crear una molécula precursora y luego reducirla a la forma deseada. Con ese fin, utilizaron microscopía de fuerza atómica para crear líneas lineales de átomos de carbono sobre un sustrato de cobre que estaba cubierto con sal para evitar que los átomos de carbono se unieran al subsuelo. Luego se unieron a las líneas de átomos para formar el precursor de óxido de carbono C 24 O 6 , una forma triangular. Próximo, el equipo aplicó alto voltaje a través del AFM para cortar una de las esquinas del triángulo, resultando en una C 22 O 4 formulario. Luego hicieron lo mismo con las otras dos esquinas. El resultado fue una C 18 anillo:un ciclocarbono de 18 átomos. Después de crear el anillo, los investigadores encontraron que los enlaces que lo mantenían unido eran los enlaces alternos de tipo largo y corto que se habían sugerido anteriormente.
Modelo de estructura de ciclo [18] carbono. Crédito:IBM Research
Ciclo [18] carbono. Abajo:representación artística tridimensional de los datos AFM (a una mayor distancia de la muestra de la punta); arriba:modelo de estructura molecular. Crédito:IBM Research
Ciclo [18] carbono. Abajo:representación artística tridimensional de datos AFM (a una pequeña distancia de muestra); arriba:modelo de estructura molecular. Crédito:IBM Research
Los investigadores señalan que su técnica permite una mayor experimentación:podrían intentar fusionar ciclocarbonos, por ejemplo, para crear nuevos tipos de moléculas y, por extensión, materiales. Además, señalan que la técnica también abre la puerta a la creación de nuevos tipos de electrónica basada en la transferencia de un solo electrón.
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