الماس متخلخل جدیدی توسط محققان ساخته شده است

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط اندرو زینین

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

محققان دانشگاه گوتنبرگ ماده ای کربنی با ساختار سه بعدی ساخته اند. این ماده که diamondiyne نام دارد، می تواند به عنوان یک الماس متخلخل با همان شکل اولیه یک چهار وجهی توصیف شود.

جایزه نوبل شیمی 2025 برای توسعه مواد متخلخل جدید ساخته شده از مولکول های مبتنی بر کربن و یون های فلزی موسوم به MOF اهدا شد.

در دانشگاه گوتنبرگ، تیم تحقیقاتی پروفسور کارل برجسون مدت‌هاست که علاقه‌مند به ایجاد مواد متخلخل بدون یون‌های فلزی بوده است که در آن مولکول‌های مبتنی بر کربن بدون فلزات به یکدیگر متصل می‌شوند و آنچه به عنوان COF شناخته می‌شوند، تشکیل می‌دهند.

این مطالعه که اکنون در مجله Angewandte Chemie منتشر شده است، با همکاری گروه تحقیقاتی Börjesson و همکاران در دانشگاه استکهلم و دانشگاه فناوری چالمرز است.

در طول این کار بود که آنها موفق شدند اتم های کربن را از طریق پیوندهای سه گانه به یکدیگر پیوند دهند و برای اولین بار آلوتروپ کربن دیاموندین را ایجاد کردند.

بورجسون، استاد شیمی فیزیک در دانشگاه گوتنبرگ، می گوید: "زمان فوق العاده زیادی از ما گرفت، اما بالاخره موفق شدیم. من بسیار خوشحالم."

یکی از همکارانش در مورد وب‌سایتی به Börjesson گفت که در آن شیمی‌دانان نظری آلوتروپ‌های کربنی را فهرست کرده‌اند که می‌توان آن‌ها را ایجاد کرد - یک فهرست تقریبا بی‌نهایت طولانی. آلوتروپ یک ماده شیمیایی است که فقط از یک نوع اتم تشکیل شده است. الماس و گرافیت نمونه هایی از آلوتروپ های کربن هستند. Diamondiyne یک آلوتروپ کربن چهار وجهی است که برای اولین بار 35 سال پیش به صورت تئوری توصیف شد.

Diamondiyne با استفاده از تجهیزات نسبتا ارزان قیمت، با مواد به صورت یک لایه نازک که در آن دو مایع به هم می رسند، ایجاد می شود. Diamondiyne با اتم های کربن که به صورت چهار وجهی به هم متصل شده اند در هر سه بعد متبلور می شود.

برجسون می گوید: "ساختار حفره هایی بین چهار وجهی ایجاد می کند. بنابراین آلوتروپ کربن را می توان با یک الماس متخلخل مقایسه کرد. اما بر خلاف الماس، الماس برای ایجاد پیوند اتم های کربن به یکدیگر نیازی به فشار زیاد ندارد."

ساختار کریستالی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی در دانشگاه استکهلم تأیید شده است، اگرچه فقط در تکه‌هایی روی سطح فیلم. چیزهای زیادی وجود دارد که می تواند اشتباه کند و از تشکیل الماس اتم های کربن جلوگیری کند.

برجسون می‌گوید: «ما حداقل موفق به تولید الگوهای تکرارشونده الماس در حجمی به اندازه 10 نانومتر در هر طرف، 10 × 10-4 متر شده‌ایم، و تصاویر الگوها به خوبی با مدل‌های نظری مطابقت دارد.

برای مدت طولانی، آلوتروپ های کربن به الماس، گرافیت و سه آلوتروپ کربن تولید شده مصنوعی فولرن، نانولوله های کربنی و گرافن محدود بودند. در سال‌های اخیر، تعداد زیادی آلوتروپ جدید ایجاد شده‌اند، اما قبلا هیچ‌گونه نمونه‌ای با ساختار سه‌بعدی ساخته نشده‌اند.

توسعه هر دو گرافن و فولرن با جوایز نوبل به رسمیت شناخته شده است، عمدتا به این دلیل که خود ایده وجود این مواد جدید بود.

بورژسون می گوید: "ما اکنون خواص الماس و نحوه استفاده از آن را بررسی خواهیم کرد. یکی از جنبه های هیجان انگیز ساختار متخلخل این است که چندین ساختار الماسی می توانند به طور بالقوه از طریق حفره های یکدیگر در هم تنیده شوند."

ییژو یانگ و همکاران، Diamondiyne: یک آلوتروپ کربن سه بعدی با هیبریداسیون مخلوط sp–sp 3، Angewandte Chemie International Edition (2026). DOI: 10.1002/anie.4062963

اطلاعات مجله: Angewandte Chemie، Angewandte Chemie International Edition

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →