pierwotnie opublikowane na blogu Nature news
w samą porę na finał Mistrzostw Świata, naukowcom udało się zbudować pierwsze „buckyball” wykonane w całości z atomów boru. W przeciwieństwie do prawdziwych, opartych na węglu buckyballs, cząsteczki boru nie są ukształtowane dokładnie jak piłki nożnej. Ale ta nowa forma boru może prowadzić do nowych nanomateriałów i może znaleźć zastosowanie w magazynowaniu wodoru.
Robert Curl, Harold Kroto i Richard Smalley odkryli pierwszy buckyball — lub buckminsterfullerene — w 1985 roku. Pusta Klatka, złożona z 60 atomów węgla ułożonych w pięciokąty i sześciokąty jak piłka nożna, wzięła swoją nazwę od amerykańskiego architekta i inżyniera Richarda Buckminstera Fullera, który użył tych samych kształtów w projektowaniu swoich kopuł. Odkrycie otworzyło wrota przeciwpowodziowe do tworzenia więcej struktur węglowych o imponujących właściwościach, takich jak nanorurki węglowe i grafen o grubości pojedynczego atomu. Od tego czasu naukowcy zajmujący się materiałami poszukiwali również konstrukcji podobnych do buckyballa wykonanych z innych elementów.
w 2007 roku Boris Yakobson, material scientist z Rice University w Houston w Teksasie, wysnuł teorię, że klatka złożona z 80 atomów boru powinna być stabilna. Inne badanie opublikowane w zeszłym tygodniu przewiduje stabilną strukturę z 36 atomami boru.
publikując dziś w Nature Chemistry, zespół kierowany przez Lai-Sheng Wanga, chemika z Brown University w Providence, Rhode Island, stał się pierwszym, który zobaczył taką bestię-chociaż jej struktura nieco różni się od przewidywanej. Naukowcy nazywają ich 40-atomową cząsteczką borosferenu. Jest on ułożony w sześciokąty, siedmiokąty i trójkąty.
„przewidzieliśmy możliwość Fullerenu B80, a teraz, siedem lat później, niezwykłe jest zobaczyć eksperymentalne dowody”, mówi Yakobson. „Zwłaszcza, że nie jest to, co przewidywały żadne z obliczeń teoretycznych.”
zespół Wanga znalazł strukturę, szukając analogów grafenu z boru. Odkryli, że skupiska 40 atomów boru wydają się niezwykle stabilne, ale nie wiedzieli, jaką formę przyjmują te skupiska. Dalsze obliczenia i eksperymenty wykazały, że stworzyli dwie stabilne struktury — jedną prawie płaską cząsteczkę, a drugą pustą, przypominającą kulkę strukturę z tesselowanych kształtów, podobną do węglowego buckyballa.
oprócz mniej eleganckiego kształtu, kulki borosfenowe tworzą inny rodzaj wiązania wewnętrznego niż ich węglowe odpowiedniki. To sprawia, że trudno jest ich używać jako izolowanych bloków konstrukcyjnych, ponieważ mają tendencję do interakcji ze sobą, ale ta reaktywność może sprawić, że BOR buckyballs dobre do łączenia w łańcuchy. To również sprawia, że kulki są zdolne do wiązania się z wodorem, co według zespołu może sprawić, że będą przydatne w magazynowaniu wodoru.
BOR nie jest pierwszym pierwiastkiem po węglu, ale wynik może być najbliżej odmiany węgla. Naukowcy utworzyli struktury podobne do buckyball ze związków na bazie uranu i krzemu, mutli-ścianki azotku boru i dwusiarczku molibdenu oraz mniejsze jednoelementowe klatki złota, cyny i ołowiu. Ale tylko Bor wydaje się pasować do dużej pustej klatki i symetrii oryginalnego węgla buckyball, mówi Yakobson.
Ten artykuł jest powielany za zgodą i został po raz pierwszy opublikowany 13 lipca 2014 roku.