Scienziati di diversi britannici, centri di ricerca spagnoli e russi (MIPT, Istituto per la spettroscopia RAS, Kurchatov Institute e Kintech Lab Ltd) hanno escogitato un metodo per sintetizzare un nuovo tipo di composto nichel-carbonio. L'articolo intitolato "Formazione di eterofullereni nichel-carbonio sotto irradiazione di elettroni" è stato pubblicato da Transazioni Dalton ed è disponibile come prestampa su Arxiv.org. Il primo autore dell'articolo è Alexander Sinitsa, uno studente del MIPT, e l'autore principale è Andrey Popov (Istituto di spettroscopia RAS, 1989 laureato MIPT).

Gli eterofullereni sono molecole cave di forma quasi sferica, quale, a differenza dei tipici fullereni, contengono atomi di elementi diversi dal carbonio. Tali composti sono stati sintetizzati molto tempo fa, nel 1991, ma fino ad ora nessun eterofullereni contenente nichel, o qualsiasi altro metallo di transizione, sono stati ottenuti. Ancora, come sottolineano gli autori nel loro articolo, i metalli di transizione vengono ora studiati come catalizzatori nella sintesi di nanotubi di carbonio e grafene.

"Vorrei sottolineare che la maggior parte dei calcoli è stata eseguita da uno studente. Si spera, gli studenti visitano regolarmente il sito del MIPT e si lasciano ispirare dai successi dei loro colleghi. Se sei particolarmente interessato al ruolo dei laureati MIPT nella ricerca, allora posso dirti che Irina Lebedeva si è laureata all'Istituto nel 2008, e Andrey Knizhnik, forse nel 1999, ma non sono esattamente sicuro dell'anno. Vorrei anche sottolineare che Elena Bichoutskaia (laureata alla Facoltà di Fisica dell'Università Statale di San Pietroburgo) è un membro della diaspora russa all'estero, che è tipico della cooperazione internazionale di scienziati russi, " Andrey Popov ha detto al servizio stampa del MIPT.

Si suppone che la sintesi degli eterofullereni di nichel avvenga sotto irraggiamento elettronico, che viene utilizzato nella microscopia elettronica a trasmissione ad alta risoluzione (HRTEM) per ottenere istantanee dettagliate che mostrano, se necessario, atomi separati. Un certo numero di esperimenti precedenti condotti da vari gruppi di ricerca hanno dimostrato che l'irradiazione elettronica può essere applicata anche per sintetizzare una varietà di nanostrutture, per esempio., nanotubi pieni di fullerene di carbonio a uno strato sono stati trasformati in nanotubi a due strati.

Utilizzando gli ultimi dati ottenuti dalle immagini HRTEM e i risultati della modellazione al computer con metodi di dinamica molecolare, gli scienziati hanno mostrato la potenziale possibilità di trasformare scaglie di grafene con cluster di nichel in eterofullerene nichel-carbonio.

Gli scienziati, anche se, non sono sicuro dell'applicazione pratica di tali eterofullereni. Secondo Andrej Popov, "queste molecole di nuovo tipo possono rivelare alcuni elementi elettronici interessanti, magnetico, e caratteristiche ottiche, oppure può essere possibile combinarli con alcuni complessi funzionali organici di interesse per biologi e medici. Possono anche essere usati per creare strutture metallo-organiche 3D per immagazzinare idrogeno".

Nel loro lavoro, i ricercatori hanno sviluppato e applicato un algoritmo autentico per modellare le interazioni elettrone-nanostruttura. Ciò consente di prendere in considerazione sia processi veloci (solo decine di picosecondi) che lenti (che durano per interi secondi). I processi veloci sono associati a collisioni di elettroni, e quelli lenti riguardano il rilassamento molecolare.