Fullerene. Credito:Shutterstock
Scienziati russi hanno sintetizzato un nuovo materiale ultra duro costituito da scandio contenente carbonio. È costituito da molecole di fullerene polimerizzate con all'interno atomi di scandio e carbonio. Il lavoro apre la strada a futuri studi sui materiali ultraduri a base di fullerene, rendendoli potenziali candidati per dispositivi fotovoltaici e ottici, elementi di nanoelettronica e optoelettronica e ingegneria biomedica come agenti di contrasto ad alte prestazioni. Lo studio è stato pubblicato su Carbon .
La scoperta di nuove molecole interamente di carbonio note come fullereni quasi 40 anni fa è stata una svolta rivoluzionaria che ha aperto la strada alla nanotecnologia del fullerene. I fullereni hanno una forma sferica fatta di pentagoni ed esagoni che ricorda un pallone da calcio e una cavità all'interno del telaio di carbonio delle molecole di fullerene può ospitare una varietà di atomi.
L'introduzione di atomi di metallo nelle gabbie di carbonio porta alla formazione di metallofullereni endoedrici (EMF), che sono tecnologicamente e scientificamente importanti grazie alle loro strutture uniche e alle loro proprietà optoelettroniche.
Un team di ricercatori di NUST MISIS, Technological Institute for Superhard and Novel Carbon Materials e Kirensky Institute of Physics ha ottenuto, per la prima volta, campi elettromagnetici contenenti scandio e ha studiato il processo della loro polimerizzazione. La polimerizzazione è il processo mediante il quale le molecole non legate si legano insieme per formare un materiale polimerizzato legato chimicamente. La maggior parte delle reazioni di polimerizzazione procede a una velocità maggiore ad alta pressione.
Dopo che i fullereni contenenti scandio sono stati ottenuti dal condensato di carbonio utilizzando un plasma a scarica ad arco ad alta frequenza, sono stati collocati in una cella a incudine diamantata, il dispositivo più versatile e popolare utilizzato per creare pressioni molto elevate.
"Abbiamo scoperto che gli atomi ospiti facilitano il processo di polimerizzazione. Gli atomi di scandio cambiano completamente il processo di legame del fullerene mediante la polarizzazione dei legami di carbonio, che porta ad un aumento della loro attività chimica. Il materiale ottenuto era meno rigido dei fullereni polimerizzati incontaminati, esso era più facile da ottenere", ha affermato Pavel Sorokin, ricercatore senior presso il NUST MISIS Laboratory of Inorganic Nanomaterials.
Lo studio aprirà la strada agli studi sui complessi endoedrici fullerite come materiale macroscopico e consentirà di considerare i campi elettromagnetici non solo come una nanostruttura di interesse fondamentale ma anche come un materiale promettente che potrebbe essere richiesto in vari campi della scienza e della tecnologia in il futuro, credono i ricercatori. + Esplora ulteriormente
