Российскими и японскими учеными создан органический «металл» из фуллеренов
8 июня 2010 года в научном журнале Angewandte Chemie (онлайн версия) опубликована статья группы российских и японских ученых о том, что им впервые удалось получить материал из двухмерных фуллереновых слоев, обладающий свойствами металла. По мнению авторов, данный класс соединений может открыть путь к созданию новых сверхпроводимых материалов.
Все известные ранее кристаллы на основе фуллеренов с металлическими свойствами были одно- либо трехмерными структурами и содержали металлические элементы. Дмитрий Конарев, Гунци Саито и их коллеги из Черноголовки, Киото и Нагои создали металлическую электропроводящую фуллереновую «соль», содержащую двухмерные фуллереновые слои. В ней не присутствуют ионы металлов, и состоит она исключительно из углерода, водорода и азота.
Для создания нового вещества были использованы три компонента: 1) фуллерены-анионы, 2) органические катионы и 3) крупные нейтрально заряженные органические молекулы. Катионы (2) ответственны за поддержание правильного распределения электрического заряда внутри материала. Нейтральные молекулы (3) обеспечивают пространственное расположение отдельных элементов кристаллической структуры.
Проблема заключается в том, что обычно отрицательно заряженные фуллерены в кристалле склонны образовывать димеры. Однако для того чтобы материал вел себя как металл, фуллерены-анионы должны быть плотно упакованы в слои. Это возможно лишь при строго определенной геометрии и величине молекул нейтрального компонента. На его роль ученые избрали ароматическое соединение триптицен, чья форма напоминает трехлопастный пропеллер. Органический катион имеет клетчатую структуру.
В итоге в кристалле фуллереновые слои перемежаются со слоями, состоящими из двух других компонентов. Фуллереновый слой имеет сотовую структуру, в котором каждая отдельная молекула (фуллерен) имеет по шесть ближайших соседей. Такие слои обладают высокой электропроводимостью, как металл, причем, что удивительно, даже при температурах, близких к абсолютному нулю (1,9 К).
Варьирование отдельных компонентов – не-фуллеренов позволяет создавать другие материалы этого же класса. Исследователи полагают, что при этом могут быть найдены материалы с экзотическими электронными свойствами – к примеру, новые сверхпроводники, или так называемые спиновые жидкости, вещества, которые вблизи абсолютного нуля должны демонстрировать необычные магнитные состояния.
Продолжая использовать наш сайт himtrade.ru, вы соглашаетесь на использование файлов cookie. Более подробная информация на странице Политика конфиденциальности
