Sciencemag.cz
Doporučujeme
Elektricky vodivé nanodrátky složené z jediné molekuly slibují velmi zajímavé vlastnosti (miniaturizace, laditelnost…) pro elektroniku příští generace. Problém ovšem je, že s délkou molekuly účinnost přenosu elektronů po „drátku“ klesá cca exponenciálně (tedy: když molekulu prodlužujeme o nějakou „opakovatelnou“ jednotku typu CH2…). Najít nějakou skutečně dobře elektricky vodivou molekulu výrazně delší než 1 nm je problém.
Výzkumníci z Kolumbijské univerzity nyní oznámili, že se jim podařilo sestrojit nanodrátek dlouhý až 2,6 nanometru, který s rostoucí délkou naopak vykazuje nárůst vodivosti. Molekula je navržena tak, že na obou jejích koncích se vyskytují nepárové elektrony; podle autorů výzkumu má být drátek jednorozměrnou obdobou topologických materiálů, které vedou elektrický proud pouze po svém obvodu.
Nejjednodušší 1D molekulární vodič je drátek z atomů uhlíku, který má na obou koncích nepárový elektron (poznámka: snad jde tedy o něco způsob radikálu?), ovšem tyto „molekuly“ nejsou stabilní a uhlík má tendenci se přeuspořádat. Stabilitu molekuly lze zvýšit tak, že se koncové atomy uhlíku nahradí dusíkem. S tímto materiálem se jíž dá pracovat za pokojové teploty i jinak běžných podmínek.
Nově připravený nanodrátek v podobě organické molekuly má ovšem ještě mnohem lepší vlastnosti, např. vodivost odpovídající zlatému kontaktu, tj. molekula má v tomto ohledu vlastnosti kovu. Jedná se oxidovaný o bis(triarylamin) – viz obrázek, který rovněž ukazuje, jak se oxidací podařilo dosáhnout toho, aby se na obou koncích molekuly objevily nepárové elektrony. Molekula byla připojena k elektrodám a měření potvrdilo, že až do délky 2,6 nm (zhruba šířka vlákna DNA) vodivost s délkou molekuly roste. Na obrázku odpovídá maximální vodivost n=3. Dalším cílem autorů studie je najít takovou molekulu, kde by elektrická vodivost rostla nebo alespoň neklesala na ještě větší vzdálenost…
Ferdinand Evers, Highly conducting single-molecule topological insulators based on mono- and di-radical cations, Nature Chemistry (2022). DOI: 10.1038/s41557-022-00978-1. www.nature.com/articles/s41557-022-00978-1
Zdroj: Columbia University School of Engineering and Applied Science / Phys.org
jo, jde pripravit relativne stabilni radikal uhliku s neparovym elektronem na uhliku a to tak, ze jsou k tomu uhliku navazany 3 benzenova jadra (fenyly). stericka rigidita molekuly zpusobuje relativni stabilitu radikalu. coz je videt i na tom hlavnim obrazku.
kdysi davno v casopise vtm snad uz byly uvahy o strasne dlouhe molekule slozene z propojenych peticetnych cyklu, kazdy cyklus mely byt obdobou furanu, ale s atomem zeleza misto kysliku. ale to to takova pravzpominka z mladi.