La figura (A) fornisce un'illustrazione schematica della sintesi di catene metallo-organiche (MOC) e del loro rilassamento strutturale su un substrato di rame. Il composto 1, 5-dibromo-2, Il 6-dimetilnaftalene (DDBMN) che viene depositato subisce un processo di debromurazione per formare catene metallo-organiche (MOC) unidimensionali (1D). La ricottura a temperatura ambiente provoca un riarrangiamento della struttura molecolare. Le figure (B) e (C) sono le immagini ottenute mediante microscopia a forza atomica senza contatto che mostrano la struttura molecolare in condizioni tese e rilassate. [Credito:ANGEWANDTE CHEMIE]
Gli scienziati della National University of Singapore hanno dimostrato un riarrangiamento strutturale indotto da deformazione di catene molecolari metallo-organiche unidimensionali (1D) per un potenziale utilizzo nella fabbricazione di nanostrutture funzionali.
La sintesi di materiali funzionali a livello molecolare può essere potenzialmente utilizzata per sviluppare nanostrutture per applicazioni che richiedono proprietà elettroniche e magnetiche su misura. Ciò si ottiene solitamente utilizzando trasformazioni chimiche innescate termicamente o foto. L'uso di ceppi meccanici per innescare trasformazioni chimiche fornisce un nuovo modo per fabbricare nanostrutture con proprietà uniche.
Un gruppo di ricerca guidato dal Prof Lu Jiong del Dipartimento di Chimica, NUS ha dimostrato che il ceppo creato tra catene metallo-organiche (MOC) unidimensionali (1D) e il loro substrato sottostante può innescare trasformazioni isomeriche che possono portare a una nuova struttura molecolare. Nelle trasformazioni isomeriche, gli atomi nella molecola si riorganizzano, producendo una molecola strutturalmente diversa ma con gli stessi atomi. Creando adeguate condizioni di deformazione nel materiale, le trasformazioni isomeriche risultanti possono essere potenzialmente utilizzate per fabbricare nanostrutture funzionali.
Un composto progettato razionalmente, noto come 1, 5-dibromo-2, Il 6-dimetilnaftalene (DDBMN) è stato sintetizzato dal gruppo del Prof. Wu Jishan del Dipartimento di Chimica, NU. Il team del prof Lu ha depositato questo composto su una superficie di rame cataliticamente attiva per formare MOC 1D (Figura A). Quando sottoposto a trattamento termico e raffreddamento in condizioni ambientali per ridurre lo stress nel materiale, il team ha scoperto che i MOC hanno subito riarrangiamenti isomerici scheletrici. La struttura dei MOC a risoluzione submolecolare prima e dopo la trasformazione è stata acquisita mediante microscopia a forza atomica senza contatto (Figure B e C). Le immagini mostrano che durante il processo di trasformazione, i legami CH diventano chimicamente attivi con riarrangiamenti dei legami di coordinazione.
I risultati sperimentali del team insieme ai calcoli teorici effettuati dal gruppo del Prof Pavel Jelínek dell'Istituto di Fisica, Accademia ceca delle scienze, La Repubblica ceca mostra che la riduzione della deformazione interna indotta dal substrato sui MOC è il fattore chiave che sta causando il riarrangiamento molecolare nel materiale.
Il professor Lu ha detto, "Prevediamo che i nostri risultati sul riarrangiamento strutturale indotto dalla deformazione nei sistemi di materiali unidimensionali arricchiranno la cassetta degli attrezzi disponibile per la sintesi sulla superficie di nuovi materiali funzionali e nanostrutture quantistiche".
