Ursprungligen postat på Nature news blog
just i tid för VM-finalen har forskare lyckats bygga de första ”buckyballs” gjorda helt av boratomer. Till skillnad från sanna kolbaserade buckyballs är bormolekylerna inte formade precis som fotbollar. Men denna nya form av bor kan leda till nya nanomaterial och kan hitta användningsområden i vätelagring.Robert Curl, Harold Kroto och Richard Smalley hittade den första buckyball – eller buckminsterfullerene-1985. Den ihåliga buret, gjord av 60 kolatomer ordnade i pentagoner och hexagoner som en fotboll, fick sitt namn från den amerikanska arkitekten och ingenjören Richard Buckminster Fuller, som använde samma former vid utformningen av sina kupoler. Upptäckten öppnade översvämningsportarna för att skapa fler kolstrukturer med imponerande egenskaper, såsom kolnanorör och den enatomtjocka grafen. Sedan dess har materialforskare också sökt efter buckyball-liknande strukturer gjorda av andra element.under 2007 teoretiserade Boris Yakobson, en materialforskare vid Rice University i Houston, Texas, att en bur gjord av 80 boratomer borde vara stabil. En annan studie som publicerades förra veckan förutspår en stabil struktur med 36 boratomer.
publicering idag i Nature Chemistry, ett team ledt av Lai-Sheng Wang, en kemist vid Brown University i Providence, Rhode Island, har blivit den första som ser ett sådant djur — även om dess struktur skiljer sig något från det som förutspås. Forskarna kallar sin 40-atommolekyl borosfären. Den är ordnad i hexagoner, heptagoner och trianglar.
”vi förutspådde möjligheten till B80 fullerene, och nu, sju år efter, är det anmärkningsvärt att se experimentella bevis”, säger Yakobson. ”Speciellt eftersom det inte är vad någon av de teoretiska beräkningarna förutspådde.”Wangs team hittade strukturen medan de letade efter analoger av grafen gjord av bor. De fann att kluster av 40 boratomer verkade vara ovanligt stabila, men de visste inte vilken form dessa kluster tog. Ytterligare beräkningar och experiment avslöjade att de hade gjort två stabila strukturer — en en nästan platt molekyl, den andra en ihålig, bollliknande struktur gjord av tesselated former, liknande kol buckyball.förutom att ha en mindre elegant form bildar borosfenkulorna en annan typ av intern bindning än deras kol motsvarigheter. Detta gör dem svåra att använda som isolerade byggstenar eftersom de har en tendens att interagera med varandra, men denna reaktivitet kan göra bor buckyballs bra för anslutning i kedjor. Det gör också bollarna kapabla att binda med väte, vilket laget säger kan göra dem användbara vid vätelagring.
bor är inte det första elementet efter kol för att få buckyballed, men resultatet kan vara den närmaste analogen till kolsorten. Forskare har bildat buckyballliknande strukturer av uranbaserade och kiselbaserade föreningar, mutliväggiga bornitrid-och molybdendisulfidstrukturer och mindre enstaka burar av guld, tenn och bly. Men bara bor verkar matcha den stora ihåliga bur och symmetri av den ursprungliga kol buckyball, säger Yakobson.
denna artikel återges med tillstånd och publicerades först den 13 juli 2014.