Sciencemag.cz
Related Articles
Vědci předložili první experimentální důkaz existence molekuly buckyballu složené z 80 atomů boru. Tato nová struktura je příbuzná uhlíkovému buckyballu z 60 atomů uhlíku. Objev fullerenu C60 před cca 40 lety pomohl odstartovat revoluci v nanotechnologiích. Důkaz o existenci nové molekuly B80 pochází z fotoelektronové spektroskopie.
Zajímavé je, že hlavní autor článku Lai-Sheng Wang z Brown University si původně nemyslel, že taková molekula by mohla být schopna se uspořádat do pravidelné struktury, a chtěl původně existenci „míče“ B80 vyvrátit.
Uhlík dokáže vytvářet i sám o sobě nejrůznější struktury – grafen, fullereny, nanotrubičky. A co bor, který je v tabulce hned vedle? (Poznámka PH: to podle původní tiskové zprávy, že je tedy podobně nadějný kandidát, „chemická“ logika v tom není.) V roce 2013 Wangův tým ukázal, že shluky 36 atomů boru tvoří rovinný disk o tloušťce jednoho atomu. Spojením těchto disků by bylo možné vytvořit borofen – který pak skutečně syntetizovaly dvě jiné laboratoře. V roce 2014 Wangův další výzkum zjistil, že 40 atomů boru může vytvořit dutou klec podobnou buckyballu, která však postrádala dokonalou sférickou symetrii.
V rámci nové studie začali postgraduální studenti z Brown university Hyun Wook Choi a Deniz Kahraman tím, že vystřelili na borový terč vysoce výkonným laserem. Náraz odtrhl oblak atomů boru, které se poté rychle ochladily a vytvořily nanoklastry s různým počtem atomů. Pomocí hmotnostní spektrometrie se zjistilo, kolik je v každém z nich atomů. Následovala analýza spekter. Spektrum molekuly B80 naznačilo vysoce stabilní a vysoce symetrickou strukturu.
Závěr zněl, že jedinou strukturou, která by mohla vykazovat toto překvapivě jednoduché spektrum, je buckyball. Není to ovšem bez kontroverze. Teorie funkcionálu hustoty (DFT), standard pro určování vlastností molekul, naopak naznačuje, že buckyball z boru by stabilní být neměl. Po vyčerpávajícím prozkoumání možných konfigurací 80 atomů boru však podle studie vše ukazuje na buckyball. „Domníváme se, že DFT má u buckyballu B80 nesprávné délky vazeb, což vede k nesprávným předpovědím jeho stability,“ tvrdí autoři nové studie.
Ještě stojí za to poznamenat, že pokusy se uskutečnily ve vakuu. O chemické reaktivitě B80 nic moc neříkají, nevíme, zda lze molekulu syntetizovat ve větším množství, tj. jak (chemicky) stabilní je za různých podmínek atd.
Hyun Wook Choi et al, Boron buckminsterfullerene, Chemical Science (2026). DOI: 10.1039/d6sc02674e
Zdroj: Brown University / Phys.org, přeloženo / zkráceno
