alun perin Nature news-blogissa
juuri ennen MM-finaalia tutkijat ovat onnistuneet rakentamaan ensimmäiset kokonaan booriatomeista tehdyt ”buckyball” – molekyylit. Toisin kuin aidot, hiilipohjaiset buckyballit, boorimolekyylit eivät ole aivan jalkapallojen muotoisia. Boorin uudenlainen muoto saattaa kuitenkin johtaa uusiin nanomateriaaleihin ja sille voi löytyä käyttöä vedyn varastoinnissa.
Robert Curl, Harold Kroto ja Richard Smalley löysivät ensimmäisen buckyballin — eli buckminsterfullerenen — vuonna 1985. Ontto häkki, joka koostuu 60 hiiliatomista, jotka on järjestetty viisikulmioiksi ja kuusikulmioiksi kuten jalkapallo, sai nimensä yhdysvaltalaiselta arkkitehdilta ja insinööriltä Richard Buckminster Fullerilta, joka käytti samoja muotoja kupoliensa suunnittelussa. Löytö avasi tulvaportit, joilla voitiin luoda lisää vaikuttavia ominaisuuksia omaavia hiilirakenteita, kuten hiilinanoputkia ja yhden atomin paksuista grafeenia. Sittemmin materiaalitutkijat ovat etsineet myös buckyballin kaltaisia rakennelmia, jotka on tehty muista alkuaineista.
vuonna 2007 Boris Jakobson, Texasin Houstonissa sijaitsevan Ricen yliopiston materiaalitieteilijä, esitti teorian, jonka mukaan 80 booriatomista tehdyn häkin pitäisi olla vakaa. Toinen juuri viime viikolla julkaistu tutkimus ennustaa stabiilia rakennetta, jossa on 36 booriatomia.
tänään Nature Chemistry-lehdessä Rhode Islandin Providencessa sijaitsevan Brownin yliopiston kemistin Lai — Sheng Wangin johtama ryhmä on tullut ensimmäisenä näkemään tällaisen pedon-tosin sen rakenne poikkeaa hieman ennustetusta. Tutkijat kutsuvat 40-atomista molekyyliään boosfereeniksi. Se on järjestetty kuusikulmioihin, heptagoneihin ja kolmioihin.
”ennustimme B80-fullereenin mahdollisuuden, ja nyt, seitsemän vuotta myöhemmin, on merkittävää nähdä kokeellista näyttöä”, Jakobson sanoo. ”Varsinkin kun se ei ole sitä, mitä mikään teoreettinen laskelmat ennustivat.”
Wangin ryhmä löysi rakenteen etsiessään boorista valmistetun grafeenin analogeja. He havaitsivat, että 40 booriatomin klusterit näyttivät olevan epätavallisen vakaita, mutta he eivät tienneet, missä muodossa nämä klusterit olivat saamassa. Myöhemmät laskelmat ja kokeet paljastivat, että he olivat tehneet kaksi vakaata rakennelmaa: toinen oli lähes litteä molekyyli, toinen ontto, pallomainen rakenne, joka oli tehty tesseloiduista muodoista ja joka oli samanlainen kuin hiilikupu.
sen lisäksi, että boorifeenipallot ovat vähemmän elegantteja, ne muodostavat erilaisen sisäisen sidoksen kuin hiilikollegansa. Tämän vuoksi niitä on vaikea käyttää eristettyinä rakennusaineina, koska niillä on taipumus vuorovaikuttaa keskenään, mutta tämä reaktiivisuus saattaa tehdä boorinkukkapalloista hyviä ketjujen yhdistämiseen. Se tekee palloista myös kykeneviä sitoutumaan vedyn kanssa, mikä tiimin mukaan voisi tehdä niistä hyödyllisiä vedyn varastoinnissa.
boori ei ole ensimmäinen alkuaine hiilen jälkeen, mutta tuloksena voi olla hiililajin lähin analogi. Tutkijat ovat muodostaneet buckyball – tyyppisiä rakenteita uraanipohjaisista ja piipohjaisista yhdisteistä, mutli-walled boorinitridi-ja molybdeenidisulfidirakenteista sekä pienempiä yhden alkuaineen häkkejä kullasta, tinasta ja lyijystä. Mutta vain boori näyttää sopivan alkuperäisen hiilibongarin suureen onttoon häkkiin ja symmetriaan, sanoo Jakobson.
Tämä artikkeli on kopioitu luvalla ja se on julkaistu ensimmäisen kerran 13.heinäkuuta 2014.