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ワールドカップ決勝に間に合うように、研究者はホウ素原子から完全に作られた最初の”バッキーボール”を構築することに成功しました。 真の炭素ベースのバッキーボールとは異なり、ホウ素分子はサッカーボールのように正確に形をしていません。 しかし、ホウ素のこの新しい形は、新しいナノ材料につながる可能性があり、水素貯蔵に使用を見つけることができます。
ロバート—カール、ハロルド—クロト、リチャード-スモーリーは、1985年に最初のバッキーボール、またはbuckminsterfullereneを発見しました。 サッカーボールのような五角形と六角形に配置された60個の炭素原子で作られた中空ケージは、彼のドームを設計する際に同じ形状を使用した米国の建築家でエンジニアのRichard Buckminster Fullerからその名前を得ました。 この発見は、カーボンナノチューブや単一原子厚のグラフェンなどの印象的な性質を持つより多くの炭素構造を作成するための洪水ゲートを開きました。 それ以来、材料科学者はまた、他の要素で作られたバッキーボールのような構造を検索してきました。
2007年、テキサス州ヒューストンのライス大学の材料科学者ボリス-ヤコブソンは、80個のホウ素原子で作られたケージが安定であるべきであると理論化した。 先週発表された別の研究では、36個のホウ素原子を持つ安定した構造が予測されています。
Publishing today in Nature Chemistry、ロードアイランド州プロビデンスのブラウン大学の化学者であるLai-Sheng Wangが率いるチームは、そのような獣を最初に見たとなっていますが、その構造は予測されたものとはわずかに異なっています。 研究者らは、40原子分子のボロスフェレンと呼んでいる。 それは六角形、七角形および三角形に配置されています。
“私たちはB80フラーレンの可能性を予測しましたが、7年後の今、実験的証拠を見ることは驚くべきことです”とYakobson氏は言います。 “特に、それは理論的な計算のいずれかが予測したものではありませんように。”
王のチームは、ホウ素で作られたグラフェンの類似体を探している間に構造を発見しました。 彼らは、40個のホウ素原子のクラスターが異常に安定しているように見えることを発見しましたが、これらのクラスターがどのような形で形成されているのか分かりませんでした。 さらなる計算と実験により、彼らは2つの安定した構造を作ったことが明らかになりました—1つはほぼ平らな分子、もう1つは炭素バッキーボールに似たテッセレーションされた形で作られた中空のボールのような構造です。
あまりエレガントな形状を有することに加えて、ボロスフェンボールは、それらの炭素対応物とは異なるタイプの内部結合を形成する。 これにより、互いに相互作用する傾向があるため、孤立したビルディングブロックとして使用することは困難であるが、この反応性により、ホウ素バッキボールが鎖で接続するのに適している可能性がある。 また、ボールは水素と結合することができ、チームは水素貯蔵に役立つと述べています。
ホウ素は、buckyballed取得する炭素の後の最初の要素ではありませんが、結果は、炭素の品種に最も近い類似体であってもよいです。 科学者たちは、ウランベースとシリコンベースの化合物、mutli壁窒化ホウ素と二硫化モリブデン構造と金、錫と鉛の小さな単一元素ケージからバッキボールのような構造を形成しています。 しかし、ホウ素だけが元の炭素バッキーボールの大きな中空ケージと対称性に一致するように見える、とYakobson氏は述べています。
この記事は許可を得て複製され、July13、2014に最初に公開されました。