Científicos de varios británicos, Centros de investigación españoles y rusos (MIPT, Instituto de Espectroscopia RAS, Kurchatov Institute y Kintech Lab Ltd) han ideado un método para sintetizar un nuevo tipo de compuesto de níquel-carbono. El artículo titulado "Formación de heterofullerenos de níquel-carbono bajo irradiación de electrones" ha sido publicado por Transacciones de Dalton y está disponible como preimpresión en Arxiv.org. El primer autor del artículo es Alexander Sinitsa, un estudiante de MIPT, y el autor principal es Andrey Popov (Institute for Spectroscopy RAS, Graduado del MIPT 1989).

Los heterofullerenos son moléculas huecas con una forma casi esférica, cuales, a diferencia de los típicos fullerenos, contienen átomos de elementos distintos del carbono. Tales compuestos se sintetizaron hace bastante tiempo, En 1991, pero hasta ahora no hay heterofullerenos que contengan níquel, o cualquier otro metal de transición, Se han obtenido. Todavía, como señalan los autores en su artículo, Los metales de transición se están estudiando ahora como catalizadores en la síntesis de nanotubos de carbono y grafeno.

"Me gustaría enfatizar que la mayoría de los cálculos los ha realizado un estudiante. Con suerte, los estudiantes visitan regularmente el sitio de MIPT y se inspiran con los éxitos de sus colegas. Si está especialmente interesado en el papel de los graduados del MIPT en la investigación, entonces les puedo decir que Irina Lebedeva se graduó del Instituto en 2008, y Andrey Knizhnik, quizás en 1999, pero no estoy seguro del año. También me gustaría señalar que Elena Bichoutskaia (graduada de la Facultad de Física de la Universidad Estatal de San Petersburgo) es miembro de la diáspora rusa en el extranjero, que es típico de la cooperación internacional de los científicos rusos, ", Dijo Andrey Popov al Servicio de Prensa de MIPT.

Se supone que la síntesis de heterofullerenos de níquel se lleva a cabo bajo irradiación de electrones, que se utiliza en microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) para obtener instantáneas detalladas que muestran, si es necesario, átomos separados. Varios experimentos previos realizados por varios grupos de investigación demostraron que la irradiación electrónica también se puede aplicar para sintetizar una variedad de nanoestructuras, p.ej., Los nanotubos de una capa llenos de fullereno de carbono se transformaron en nanotubos de dos capas.

Utilizando los últimos datos obtenidos de las imágenes HRTEM y los resultados del modelado informático por métodos de dinámica molecular, los científicos han demostrado la posibilidad potencial de transformar escamas de grafeno con racimo de níquel en heterofullereno de níquel-carbono.

Los científicos, aunque, no están seguros de la aplicación práctica de tales heterofullerenos. Según Andrey Popov, "estas moléculas de nuevo tipo pueden revelar algunos componentes electrónicos interesantes, magnético, y características ópticas, o puede ser posible combinarlos con algunos complejos funcionales orgánicos de interés para biólogos y médicos. También se pueden utilizar para crear estructuras orgánico-metálicas en 3D para almacenar hidrógeno ".

En su trabajo, los investigadores desarrollaron y aplicaron un algoritmo auténtico para modelar interacciones electrón-nanoestructura. Esto permite tener en cuenta tanto los procesos rápidos (solo decenas de picosegundos) como los lentos (que duran segundos completos). Los procesos rápidos están asociados con colisiones de electrones, y los lentos se relacionan con la relajación molecular.