(PhysOrg.com) - Desde su descubrimiento a mediados de la década de 1980, los fullerenos han causado sensación. Las diminutas esferas huecas hechas de 60 átomos de carbono, construidos con pentágonos y hexágonos como pelotas de fútbol en miniatura, tienen propiedades físicas inusuales. Mientras tanto, Se han desarrollado una variedad de materiales que contienen fullereno.
Ahora se ha realizado una nueva variante:un equipo ruso y japonés ha producido el primer material hecho de capas de fullereno bidimensionales que actúa como un metal. Como informan los investigadores en la revista Angewandte Chemie , esta nueva clase de compuestos podría abrir una ruta hacia nuevos materiales superconductores.
Todos los cristales anteriores que contienen fullereno con propiedades metálicas han sido estructuras unidimensionales o tridimensionales y contienen elementos metálicos. Dmitri V. Konarev, Gunzi Saito, y sus compañeros de trabajo de Chernogolovka, Kioto y Nagoya tenía la ambición de hacer una “sal” de fullereno conductora metálica que contenga capas de fullereno bidimensionales. Además, querían que estuviera libre de iones metálicos, que contiene solo los elementos carbono, hidrógeno, y nitrógeno.
Para que esto funcione, Se necesitaban tres componentes diferentes:1) aniones de fullereno, “balones de fútbol en miniatura” cargados negativamente; 2) contraiones orgánicos cargados positivamente (cationes); y 3) moléculas orgánicas neutras grandes. Componente 2, los cationes, son necesarios para mantener la distribución correcta de la carga eléctrica dentro del material. El compuesto neutro 3 asegura la correcta disposición espacial de los bloques de construcción individuales dentro de la estructura cristalina.
El problema:los aniones de fullereno en un cristal tienden a formar pares. Para que el material se comporte como un metal, los aniones de fullereno deben estar densamente empaquetados dentro de su capa. Solo cuando la geometría y el tamaño del socio neutral son exactamente correctos, esto funciona. El equipo optó por utilizar tripticeno como componente neutro; se trata de un sistema de anillos aromáticos cuya forma recuerda a una hélice de tres palas. El catión orgánico que usaron tiene una estructura similar a una jaula.
El resultado es un cristal en el que se alternan capas de fullereno con capas formadas por los otros dos socios. La capa de fullereno tiene una estructura de panal en la que cada pequeño, El “balón de fútbol” cargado negativamente tiene seis vecinos adyacentes. Las capas de fullereno son altamente conductoras como un metal, incluso hasta temperaturas cercanas al cero absoluto (1,9 K), lo cual es muy inusual.
Debería ser posible producir otros materiales de esta clase variando los socios individuales. Las investigaciones esperan que esto produzca materiales con propiedades electrónicas exóticas, como superconductores novedosos o líquidos de giro, que son materiales que muestran un estado magnético inusual en el cero absoluto.
