Credit: Liang Li/Columbia University

Vytvořili nejdelší dobrý molekulární vodič, má 2,6 nanometru

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

Vysvětlili, jak speciální molekula chrání hlubokomořské organismy před vysokým tlakem

Trimethylamin N-oxid pod lupou. Víme, že chladomilné organismy brání své vodě ve zmrznutí pomocí různých …

2 comments

  1. 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.

  2. 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.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close