Новости химической науки > Идя за парами бора, можно найти гетерофуллерены

Исследователи из США обнаружили простой способ синтеза гетерофуллеренов – фуллеренов, содержащих в своей структуре другие атомы помимо атомов углерода. Новый метод основан на том, что в процессе роста фуллерены обрабатываются парами бора.

Было обнаружено, что обмен углерода на бор приводит к образованию соединений, известных как борафуллерены. Исследователи уверены, что найденный ими метод получения гетерофуллеренов может быть легко масштабирован, а также его можно использовать для других углеродсодержащих аналогов фуллерена, таких как, например, углеродные нанотрубки или графен.

Простой способ синтез борафуллеренов может открыть новые перспективы для изучения гетерофуллеренов. (Рисунок из Angew. Chem., Int. Ed., 2012, DOI: 10.1002/anie.201208244)

Несмотря на то, что легирование долгое время использовалось для настройки электронных свойств фуллеренов, бор длительное время игнорировался в качестве легирующей добавки, поскольку не существовало прямого метода синтеза борсодержащих фуллеренов.

Исследователи из группы Гарри Крото (Harry Kroto) из Университета Флориды предложили идею атомного обмена в газовой фазе, основываясь на предварительных исследованиях механизма роста фуллеренов за счет инкорпорирования атомов углерода. Один из исследователей, принимавших участие в работе над проектом, Пол Данк (Paul Dunk) отмечает, что наблюдался легкий обмен атомов при воздействии на фуллерены паров углерода. Результаты такого наблюдения натолкнули исследователей на мысль подействовать на фуллерены парами бора.’

Борафуллерены были получены за счет испарения фуллеренсодержащих стержней бора с помощью лазерных импульсов, приводящих к образованию кластеров, скорость которых была выше скорости звука. С помощью масс-спектрометра ионного циклотронного резонанса, исследователям удалось обнаружить, что в этом кластере содержатся устойчивые борафуллерены. Более того, было обнаружено, что процесс замещения идет и тогда, когда используется коммерчески доступный химически чистый бор, а не сверхвысокочистый материал.

Данк уверен, что обнаруженный процесс представляет собой не только экономически доступный способ синтеза гетерофуллеренов, но и универсальную методику введения гетероатомов в бакиболлы. Он замечает, что подобный же подход может быть использован для синтеза металлофуллеренов, фуллеренов, содержащих инкапсулированные в полость атомы металла, также проявляющие интересные и полезные химические свойства. Он уверен, что с помощью нового подхода можно будет получать производные фуллеренов для молекулярной электроники, солнечных батарей и даже, возможно, технологий хранения водорода.

Алан Батч (Alan Balch) из Университета Калифорнии (Дэвис) отмечает, что новая работа представляет собой замечательный вклад в методы синтеза гетерофуллеренов. Он добавляет, что можно только мечтать о том, какие новые структуры гетерофуллеренов могут быть получены с применением новой методики.

Источник: Angew. Chem., Int. Ed., 2012, DOI: 10.1002/anie.201208244

метки статьи: #неорганическая химия, #элементоорганическая химия