ساخت نانوساختارهای مکعبی

پژوهشگران دانشگاه گلاسکو یک بسته‌ی مولکولی را طراحی کرده‌اند که می‌تواند در ساخت
گستره‌ی وسیعی از مواد شیمیایی استفاده شود.

محققان با استفاده از مولکول‌ها به‌عنوان واحدهای ساختمانی، موفق به ساخت یک داربست
مولکولی شدند. این روش جدید طراحی، مسیر تازه‌ای را به‌سوی ساخت ترکیباتی باز کرده
که می‌تواند به‌عنوان حسگرهای یونی، ادوات ذخیره‌سازی و کاتالیست‌ها مورد استفاده
قرار گیرد.

آنها از پلی‌اکسو‌متالات‌‌ها (ترکیبات پیچیده‌ی ساخته‌شده از فلز و اکسیژن) چارچوب‌های
توخالی‌ای ساختند که می‌توانند به هم بچسبند و شکل از پیش تعیین‌شده‌ای را ایجاد
کند. این گروه از یک مولکول پلی‌اکسو‌متالات‌‌ به شکل چرخ، که دارای حفره‌ای به قطر
یک نانومتر است، استفاده کردند. این حفره به مثابه‌ی پنجره‌ای عمل می‌کند. ترکیب
مورد استفاده، در آب خودآرایی داده می‌شود و یک بلور مکعبی زیبا را تشکیل می‌دهد.
به‌دلیل وجود پنجره‌هایی در این ترکیب، این ساختار می‌تواند به‌عنوان جعبه‌ای برای
ذخیره‌ی یون و مولکول‌های کوچک مورد استفاده قرار گیرد.

برای اتصال مولکول‌ها در چنین ساختاری از یون‌های منگنز استفاده شده‌است، همچنین
برای خنثی کردن بار منفی ایجاد‌شده به‌وسیله‌ی اکسید فلز می‌توان از یون‌های لیتیم
و پتاسیم ـ که دارای بار مثبت است ـ بهره جست. از وجود این یون‌های مثبت که درون
ساختار به‌صورت آزاد رها هستند و به‌راحتی با یون‌های دیگری می‌توانند جایگزین شوند،
می‌توان به‌عنوان وسیله‌ای در شناسایی یونی استفاده کرد.

چنین ساختارهایی برای برخی از کاربردها بسیار حیاتی است؛ بنابراین می‌تواند از
ساختارهای پلی‌اکسو‌متالات‌‌ در بخش‌های مختلفی نظیر پیل‌های سوختی یونی، باطری‌ها،
حسگرها و کاتالیست‌ها استفاده کرد.