Une équipe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions au Japon a mis au point un moyen de créer des caténanes et un nœud de trèfle moléculaire à partir d'anneaux benzéniques para-connectés. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit leur processus et les utilisations possibles de leurs résultats. Jeff Van Raden, et Ramesh Jasti avec l'Université de l'Oregon, ont publié un article Perspective sur le travail effectué par l'équipe dans le même numéro de la revue.

Dans les années récentes, matériaux à base de carbone tels que le graphène, les fullerènes et les nanotubes de carbone ont captivé l'imagination des scientifiques :ces matériaux possèdent un large éventail de propriétés physiques uniques qui les rendent utiles pour certaines applications. Graphène, par exemple, est un semi-conducteur sans espace. Les scientifiques se sont également penchés sur les façons dont de telles structures peuvent être formées. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont trouvé un moyen de transformer les cycles benzéniques en deux types de caténanes, et aussi un nœud de trèfle. Les caténanes sont un type d'architecture moléculaire avec deux ou plusieurs macrocycles imbriqués. Et un nœud de trèfle, comme son nom l'indique, est une structure moléculaire qui ressemble à un nœud à trois croisements. En créant ces structures, les chercheurs ont ajouté des molécules liées mécaniquement à la liste des nanostructures de carbone.

Pour créer leurs structures, les chercheurs se sont appuyés sur des travaux antérieurs impliquant la synthèse d'anneaux benzéniques, mais cette fois-ci, ils ont introduit un modèle de silicium sur des fragments adjacents de nano-anneaux. Après que les fragments se soient cyclisés en anneaux, les chercheurs ont retiré le silicium, qui a laissé de petits anneaux entrelacés avec des anneaux plus grands, structures appelées caténanes. Ils ont utilisé un processus similaire pour créer le nœud de trèfle, mais notez que c'était plus difficile—seulement 0,3 pour cent des tentatives ont fonctionné comme prévu.

Les chercheurs notent également que lors des tests des nanocarbones qu'ils avaient créés, ils ont trouvé quelque chose de surprenant :les chaînes des structures se déplaçaient lorsqu'elles étaient exposées à la résonance magnétique. Ils s'attendaient à ce que toutes les structures soient rigides. Ils suggèrent que la capacité de contrôler la topologie de ces nanocarbones pourrait conduire au développement de produits tirant parti de leurs configurations uniques.

© 2019 Réseau Science X