بلورهای فولرین با حفره‌های دو نمایی

محققان ژاپنی روش تازه‌ای برای تولید مواد دو بعدی کربنی ارائه کرده‌اند. این ساختار جدید از فولرین تشکیل شده و دارای حفره‌های دو نمایی است. از این ساختار جدید می‌تواند در حوزه کاتالیستی و حسگری استفاده کرد.

یک گروه تحقیقاتی از مرکز بین المللی معماری مواد ژاپن (MANA) به رهبری لوک کومار شرستا با همکاری گروه‌های دیگر تحقیقاتی موفق شدند برای اولین بار نشان دادند که کربن حفره‌دار با آرایش حفره‌ای ویژه ملقب به فولرین دونمایی دارای معماری حفره‌ای شبکه است.

نتایج پژوهش‌های آنها نشان می‌دهد که این ماده متخلخل دارای عملکرد الکتروشیمیایی بهتری نسبت به فولرین دست نخورده است به‌طوری که سطح آن فعالیت الکتروشیمیایی بیشتری دارد. این گروه تحقیقاتی بلور فولرین دونمایی که از شبکه‌های بلوری شده تشکیل شده را با استفاده از رسوب تداخلی مایع-مایع ایجاد کردند. در این روش محل تماسی میان الکل ایزوپروپیل و محلول اشباع شده از فولرین وجود دارد که فولرین در مخلوطی از بنزن و تتراکلرید کربن قرار دارد. نتیجه این فرآیند فولرینی دو بعدی با حفره‌های شش ضلعی است. 

تخلخل و فعالیت الکتروشیمیایی سطح این ماده را می‌توان با افزایش نسبت تتراکلرید کربن به بنزن افزایش داد. اثر این دو حلال روی تشکیل حفره‌ها در این ساختار اثر می‌گذارد. اگر یکی از این دو حلال از سیستم حذف شود آنگاه به جای یک محصول دو بعدی، محصولی تک بعدی خواهیم داشت بدون این که حفره‌ای در آن دیده شود. در روش‌های متبلورسازی مبتنی بر محلول، آزاد شدن یا تبخیر آهسته حلال از سیستم می‌تواند منجر به تشکیل حفره شود. محققان امیدوارند که این روش جدید بتواند سنگ بنایی برای تولید مواد کربنی با تبلور بالا استفاده کنند. این نوع ساختارها دارای عملکرد بهتری در فرآیندهای کاتالیستی، الکتروشیمیایی بوده و خواص حسگری بهتری نیز دارد. 

نتایج این پژوهش در نشریه Journal of American Chemical Society به چاپ رسیده است.