Creazione di nanosheet 2D in cui le molecole negli strati sono tenute insieme solo da deboli legami non covalenti

Fig. 1:Fabbricazione top-down di nanosheet monostrato 2D chirali di metallacicli supramolecolari. Credito:DOI:10.1038/s41586-022-04407-8

Un team internazionale di ricercatori ha trovato un modo per creare nanosheet 2D in cui le molecole negli strati sono legate solo da legami deboli e non covalenti. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Nature , il gruppo ne descrive il processo e i possibili usi. Claudia Backes della Kassel University ha pubblicato un articolo su News &Views nello stesso numero di giornale che delinea il lavoro.

Negli ultimi anni, i ricercatori hanno sviluppato una varietà di nanomateriali 2D creando fogli super sottili fatti di atomi legati. Tali fogli vengono in genere creati sbucciandoli dai cristalli. Questo processo funziona a causa dei forti legami covalenti tra gli atomi nel foglio e dei deboli legami tra gli strati. In precedenza si credeva che la creazione di fogli simili con atomi debolmente legati non fosse possibile perché i fogli sarebbero stati troppo deboli per tenersi insieme. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno scoperto che è possibile creare fogli 2D in cui le molecole sono legate solo con legami deboli e non covalenti, mentre i fogli rimangono abbastanza forti da tenersi insieme. Il segreto per produrre tali fogli era nell'usare molecole che consentissero il legame in più punti.

Il lavoro si è basato su complessi di coordinazione supramolecolare, in cui si possono formare reti di legami dovuti a ligandi (donatori di elettroni) e cationi (accettori di elettroni). I ricercatori hanno scelto di creare molecole con tali attributi che si sono formate in forme stellari. Con queste molecole, ogni stella è stata in grado di formare doppi legami deboli a 12 punti con le stelle intorno a loro. Il gran numero di siti di legame ha permesso alle molecole di tenersi insieme nonostante l'assenza di legami covalenti. La forma a stella permetteva anche l'incorporazione di aromatici che servivano anche a legare le molecole.

I ricercatori hanno creato i fogli sospendendo i cristalli in un liquido e poi sottoponendoli ad ultrasuoni. Il risultato è stato un materiale a fogli impilati, con ogni foglio costituito da uno strato di stelle collegate. Il legame tra i fogli, come con i fogli realizzati con legami covalenti, era più debole di quelli che tengono insieme il foglio, rendendo possibile staccarli. + Esplora ulteriormente