ارائه راهبردی برای ساخت سیم‌های مولکولی


نتایج همایش نهایی پروژه NanoCap

مدت‌هاست که دانشمندان روی ساختار جدیدی از کربن کار
می‌کنند این ساختار شامل میله‌هایی از جنس کربن است که با یک یا سه پیوند
به‌هم متصل شده‌اند که به آن سیم مولکولی گفته می‌شود. دو تیم تحقیقاتی
موفق شدند این پلی‌ین‌ها را با استفاده از حلقه‌های مولکولی به یکدیگر متصل
کنند با این کار ساختاری به‌نام رتاکسان ساخته می‌شود. از ترکیباتی این
چنینی می‌توان به‌عنوان سیم مولکولی در الکترونیک مولکولی استفاده کرد.

از آنجایی که پلی‌ین‌ها زنجیره بلندی داشته و بسیار فعال هستند بنابراین
محققان در ابتدا آنها در غلظت‌های بسیار پایین تولید می‌کردند. در سال‌های
اخیر گروه‌های تحقیقاتی متعددی پلی‌ین‌‌هایی تهیه کردند که هر دو سر
انتهایی آنها با مولکول‌های بزرگ مانند سوپر تریتیل پوشانده شده است. البته
این راهبرد زمانی که زنجیره مولکولی طویل می‌شود قابل استفاده نیست.


اخیرا دو تیم تحقیقاتی روی این موضوع کار کرده‌اند. یک گروه تحقیقاتی در
دانشگاه اکسفورد به رهبری هری آندرسون با همکاری گروهی دیگر در دانشگاه
ارلانگن به رهبری ریک تیکوینسکی و گروه دوم جان گلادیز از دانشگاه تگزاس
بوده‌اند. آنها موفق شدند زنجیره‌های بلند از پلی‌ین تهیه کنند. در این
ساختارها، یک حلقه مولکولی اطراف پلی‌ین را احاطه کرده است به‌طوری که آن
را به‌خوبی محافظت می‌کند. هر دوی این گروه‌ها از حلقه‌های مشابه و شرایط
آزمایشی شبیه هم استفاده کردند آنها از یک یون مس برای کئوردینه کردن
حلقه‌ها بهره جستند. برای رشته اصلی این ساختار، گلادیسز از میله‌ای دارای
هشت اتم کربن استفاده کرد که در هر دو انتهای آن گروه‌های آلی فلزی وجود
داشتند به‌طوری که این گروه‌ها اتم‌های پلاتین را محاصره کرده‌اند. اما
آندرسون مسیر دیگری را طی کرده است او از رشته کربنی با هشت تا بیست اتم
استفاده کرد، او در هر دو انتهای این ساختار از گروه‌های سوپر تریتیل
استفاده کرد که هیدروکربن‌های خالص هستند.

ایده ساخت روتاکسان با
استفاده از پایدار کننده خیلی قبل مطرح شده بود. این دو گروه تحقیقاتی با
استفاده از بلورشناسی اشعه ایکس و NMR ساختار تولید شده را مورد مطالعه
قرار دادند.

استیو گلدآپ از دانشگاه لندن هر دوی مقالات چاپ شده در این
باره را ستایش می‌کند او می‌گوید این راهبرد که به‌صورت مستقل توسط دو گروه
مختلف ارائه شده است دارای پتانسیل‌های بالایی است به‌طوری که می‌توان از
آن برای سنتز مواد مختلف استفاده کرد.