Alors que les meilleurs athlètes d'hiver au monde se préparaient à dévaler les pistes, patinoires et pistes pour les Jeux Olympiques d'hiver 2018, Les chercheurs de la Florida State University travaillaient dur pour faire leur propre découverte médaillée d'or.

Plus de 7, 000 miles des sommets enneigés de PyeongChang, des scientifiques du département de chimie et de biochimie de l'USF ont mis au point une nouvelle stratégie pour synthétiser une molécule très polyvalente appelée olympicène, un composé d'atomes de carbone et d'hydrogène nommé d'après sa forme familière.

"Un olympicène est une molécule constituée de cinq anneaux qui ressemblent à la forme des célèbres anneaux olympiques, " a déclaré Igor Alabugin, professeur de chimie et de biochimie de la famille Cottrell. " Ce nouveau procédé de synthèse de ces molécules offre un outil unique pour la préparation de nanostructures riches en carbone structurellement précises. "

Les résultats de l'équipe ont été publiés dans la revue Angewandte Chemie .

Les Olympicènes sont comme les décathlètes des molécules nanométriques. Leur gamme d'applications potentielles comprend des capteurs sophistiqués, information et stockage d'énergie, cellules solaires et LED de haute technologie.

La première molécule d'olympicène a été dévoilée par des chimistes britanniques en prévision des Jeux olympiques de Londres en 2012. Jusqu'à maintenant, la synthèse de ces structures uniques n'a été possible que grâce à un processus ardu et intensif en sept étapes basé en grande partie sur la chimie remontant aux années 1960.

Dans la nouvelle technique de l'équipe FSU, un anneau hexagonal supplémentaire d'atomes de carbone est fusionné au bord en zigzag d'une molécule riche en carbone existante en deux étapes rapides.

Pensez au skieur de fond laborieux par rapport au patineur de vitesse agile.

"Notre succès dans le développement de cette stratégie nous a permis d'accomplir une synthèse en deux étapes qui est beaucoup plus courte que la route précédemment rapportée, même si les deux méthodes utilisaient la même matière première, " a déclaré Alabugin.

C'est la relation de l'Olympicène avec le graphène - un bidimensionnel, réseau monocouche d'atomes de carbone - qui peut être le plus prometteur pour ces molécules de forme reconnaissable. Le graphène est un matériau qui bat le monde avec des propriétés vraiment olympiennes :c'est un conducteur efficace d'électricité et de chaleur, il est presque complètement transparent et, à 200 fois plus résistant que l'acier, c'est le matériau le plus puissant jamais testé.

Peu de temps après la synthèse réussie des olympicènes, les chercheurs ont reconnu le lien important qu'ils partageaient avec le graphène. Maintenant, avec leur nouvelle stratégie de synthèse accélérée de l'Olympicène, Alabugin et son équipe ont peut-être révélé un moyen de mieux faciliter la production de ce que certains ont qualifié de "matériau miracle".

"Notre approche permettra aux chimistes de synthétiser une variété d'olympicènes pouvant servir de tremplin pour la préparation de sous-structures de graphène façonnées et fonctionnalisées avec précision, " a déclaré Alabugin.

En l'honneur des Jeux Olympiques de cette année, l'équipe a baptisé le produit de sa stratégie de synthèse innovante "Ph-olympicène, "—le "P" reflétant à la fois le groupe phényle crucial pour la synthèse de la molécule et un clin d'œil subtil à la ville hôte de PyeongChang.

Alabugin a déclaré qu'il considérait le moment de la découverte de son équipe comme rare, moment chanceux de sérendipité scientifique.

"Le calendrier exact pour la conception, découvrir et ensuite faire examiner vos conclusions par des pairs n'est jamais certain, ", a-t-il déclaré. " La publication de cette nouvelle synthèse d'Olympicène juste à temps pour les Jeux olympiques d'hiver est en effet une heureuse coïncidence. "