Oorspronkelijk Gepost op de Nature news blog
net op tijd voor de Wereldbekerfinale, zijn onderzoekers erin geslaagd om de eerste ‘buckyballs’ volledig gemaakt van booratomen te bouwen. In tegenstelling tot echte, op koolstof gebaseerde buckyballs, zijn de boormoleculen niet precies gevormd als Voetbalballen. Maar deze nieuwe vorm van boor kan leiden tot nieuwe nanomaterialen en kan toepassingen vinden in waterstofopslag.Robert Curl, Harold Kroto en Richard Smalley vonden de eerste buckyball — of buckminsterfullerene-in 1985. De holle kooi, gemaakt van 60 koolstofatomen gerangschikt in vijfhoeken en zeshoeken als een voetbal, dankt zijn naam aan de Amerikaanse architect en ingenieur Richard Buckminster Fuller, die dezelfde vormen gebruikte bij het ontwerpen van zijn koepels. De ontdekking opende de overstromingshekken voor het creëren van meer koolstofstructuren met indrukwekkende kwaliteiten, zoals koolstofnanobuisjes en het grafeen met één atoom dikte. Sindsdien hebben materiaalwetenschappers ook gezocht naar buckyball-achtige structuren gemaakt van andere elementen.in 2007 stelde Boris Yakobson, een materiaalwetenschapper aan de Rice University in Houston, Texas, dat een kooi van 80 booratomen stabiel moest zijn. Een andere studie die vorige week is gepubliceerd voorspelt een stabiele structuur met 36 booratomen.in Nature Chemistry is een team onder leiding van Lai-Sheng Wang, een chemicus aan de Brown University in Providence, Rhode Island, de eerste die zo ‘ n beest heeft gezien — hoewel de structuur enigszins verschilt van de voorspelde structuur. De onderzoekers noemen hun 40-atoom molecuul borosfereen. Het is gerangschikt in zeshoeken, zevenhoeken en driehoeken.
” We voorspelden de mogelijkheid van B80 fullerene, en nu, zeven jaar later, is het opmerkelijk om experimenteel bewijs te zien,” zegt Yakobson. “Vooral omdat het niet is wat een van de theoretische berekeningen voorspelde.”
Wang ‘ s team vond de structuur tijdens het zoeken naar analogen van grafeen gemaakt van borium. Ze ontdekten dat clusters van 40 booratomen ongewoon stabiel leken, maar ze wisten niet welke vorm deze clusters aannamen. Verdere berekeningen en experimenten toonden aan dat ze twee stabiele structuren hadden gemaakt-een bijna plat molecuul, de andere een holle, balachtige structuur gemaakt van tesselateerde vormen, vergelijkbaar met de koolstof buckyball.
De borosfeenballen hebben niet alleen een minder elegante vorm, maar vormen ook een andere inwendige binding dan hun koolstof tegenhangers. Dit maakt ze moeilijk te gebruiken als geïsoleerde bouwstenen omdat ze een neiging interactie met elkaar hebben, maar deze reactiviteit kan borium buckyballs goed maken voor het verbinden in ketens. Het maakt de ballen ook in staat om zich te binden met waterstof, wat volgens het team nuttig kan zijn in waterstofopslag.
borium is niet het eerste element na koolstof dat bucyballed wordt, maar het resultaat kan het dichtst bij de koolstofvariëteit liggen. Wetenschappers hebben buckyball-achtige structuren gevormd uit uranium-gebaseerde en silicium-gebaseerde verbindingen, mutli-ommuurde boriumnitride en molybdeen disulfide structuren en kleinere kooien met één element van goud, tin en lood. Maar alleen borium lijkt overeen te komen met de grote holle kooi en symmetrie van de originele carbon buckyball, zegt Yakobson.
Dit artikel is met toestemming gereproduceerd en is voor het eerst gepubliceerd op 13 juli 2014.