Japanische Wissenschaftler der Nagoya University und der Hokkaido University synthetisierten den ersten bandartigen molekularen Nanokohlenstoff mit einer verdrehten Topologie Möbiusstreifen, die den Weg für die Entwicklung von Nanokohlenstoffmaterialien mit komplexer topologischer Struktur ebnet, überträgt Portal EurekAlert!. Öffnung im Detail beschrieben in der Zeitschrift Nature Synthesis.
„Der Kohlenstoff-Nano-Möbius-Gürtel ist ein Traummolekül in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, seit wir 2017 über die erste chemische Synthese eines Kohlenstoff-Nanogürtels – einer ultrakurzen Kohlenstoff-Nanoröhre – berichtet haben. Genau wie bei den Gürteln, die wir jeden Tag benutzen, stellten wir uns vor, was mit unserem „molekularen Gürtel“ passieren würde, wenn er festgezogen und verdreht würde. Das ist ein weiteres überraschend gutes Molekül“, sagt Kenichiro Itami, Leiter des Forschungsteams.
Der Kohlenstoff-Nano-Möbius-Gürtel wurde durch 14 chemische Reaktionsschritte synthetisiert, einschließlich der neu entwickelten Funktionalisierungsreaktion, Wittig-Reaktion und Nickel-vermittelten Homokupplungsreaktion. Spektroskopische Analysen und Molekulardynamik-Modelle zeigen, dass sich das rotierende Fragment des Möbius-Streifens schnell um das Kohlenstoff-Nanogürtel-Molekül in Lösung bewegt.
Die Entdeckung ebnet den Weg für die Entwicklung von Nanokohlenstoffmaterialien mit einer komplexen topologischen Struktur, die in Nanotechnologie, Elektronik, Optik und biomedizinischen Anwendungen eingesetzt werden können.
Ein Möbiusband ist ein topologisches Objekt, eine unorientierte Fläche mit einer Kante. Sein Modell kann in Form eines Papierstreifens dargestellt werden, bei dem gegenüberliegende Kanten verbunden sind, von denen jedoch eine zuvor auf den Kopf gestellt wurde.
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