Раздвигая границы 2D-супрамолекул

Ученые из Университета Южной Флориды достигли нового рубежа в разработке двумерных супрамолекул — строительных блоков, которые делают возможными области нанотехнологий и развития наноматериалов.

Со времени открытия в 2004 году графена, самого тонкого в мире (толщиной в один атом) и самого прочного (в 200 раз прочнее стали) материала, исследователи работают над дальнейшей разработкой аналогичных наноматериалов для промышленного, фармацевтического и другого коммерческого использования. Благодаря своим проводящим свойствам и прочности графен может использоваться в микроэлектронике для обогащения механических материалов, и недавно он позволил получать точные трехмерные изображения наночастиц.

В то время как работа по разработке новых супрамолекул, способных к дальнейшему применению, имела некоторый успех, эти молекулярные образования либо маленькие — менее 10 нанометров — или произвольно собираются, что ограничивает их потенциальное использование. Но теперь, новое исследование, опубликованное в Nature Chemistry, наметило глубокий скачок вперед в супрамолекулярном прогрессе.

«Наша исследовательская группа смогла преодолеть одно из главных надмолекулярных препятствий, разработав четко определенную надмолекулярную структуру, которая движется по 20-нанометровой шкале», — сказал Сяопэн Ли, доцент кафедры химии USF и ведущий исследователь исследования. «Это по сути мировой рекорд в этой области химии».

Ли, вместе со своей исследовательской группой USF, сотрудничал с командой Saw Wai Hia в Аргоннской национальной лаборатории и Университете Огайо, а также с рядом других американских и международных исследовательских институтов.

Супрамолекулы представляют собой крупные молекулярные структуры, состоящие из отдельных молекул. В отличие от традиционной химии, которая фокусируется на ковалентных связях между атомами, супрамолекулярная химия изучает нековалентные взаимодействия между самими молекулами. Часто эти взаимодействия приводят к самосборке молекул, естественным образом формируя сложные структуры, способные выполнять различные функции.

В этом последнем исследовании команда смогла построить металло-супрамолекулярную гексагональную решетку шириной 20 нм путем объединения внутри- и межмолекулярных процессов самосборки. Ли говорит, что успех этой работы будет способствовать дальнейшему пониманию принципов дизайна, управляющих этими молекулярными образованиями, и однажды может привести к разработке новых материалов с еще неизвестными функциями и свойствами.

Источник

Метки: молекула