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Un gran avance crea el primer ciclocarbono, un anillo de átomos de carbono puro

Un gran avance crea el primer ciclocarbono, un anillo de átomos de carbono puro

IBM Research

Los investigadores finalmente han creado una estructura molecular importante, el ciclocarbono, que había eludido obstinadamente los esfuerzos de los químicos por sintetizar durante más de 50 años y que puede ser la clave para crear semiconductores a escala molecular con una variedad de aplicaciones científicas e industriales.

Los científicos sintetizan un anillo de átomos de carbono puro, creando el primer ciclocarbono

Durante décadas, los químicos han intentado y no han logrado crear con éxito una estructura propuesta para las moléculas de carbono que sabían que era posible, pero que resultó sumamente difícil de crear. Lo más cerca que estuvo alguien fue encontrar evidencia de estas estructuras en gases reactivos, pero esto evitó reactivamente que fueran aisladas y confirmadas. Ahora, investigadores de IBM Research y la Universidad de Oxford han publicado un nuevo artículo en la revista Ciencias esta semana que anunció la creación exitosa y la obtención de imágenes de esta estructura por primera vez, revelando 18 átomos de carbono unidos entre sí para formar un anillo completo, conocido como ciclocarbono.

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Yoshito Tobe, químico de la Universidad de Osaka en Japón, dijo que la síntesis del ciclocarbono por primera vez fue un logro increíble para el equipo de IBM y Oxford.

“Muchos científicos, incluido yo mismo, han intentado capturar ciclocarbonos y determinar sus estructuras moleculares, pero en vano”, dijo Tobe.

El carbono es uno de los elementos más comunes en el universo y, dependiendo de cómo se estructura el carbono en sí, los átomos de carbono pueden producir diferentes moléculas de carbono, llamadas alótropos. Estas diferentes formas de carbono pueden tener diferentes propiedades como cualquier otro compuesto químico, que es la forma en que se pueden hacer diamantes transparentes con un alto nivel de dureza y el tipo de trozos de carbón oscuro, opaco y calcáreo que usan los artistas para el trabajo de bocetos. de carbono puro.

La diferencia está en con cuántos otros átomos de carbono se une un átomo de carbono dado en el material. En un diamante, cada átomo de carbono se une con otros cuatro átomos de carbono a su alrededor, mientras que en el grafito y el grafeno, cada átomo de carbono se une con tres de sus vecinos. Sin embargo, son posibles otros enlaces, y los químicos debatieron la estructura de los ciclocarbonos, estructuras teóricas que se unirían solo con otros dos átomos de carbono que podrían organizarse para crear un ciclo o anillo cerrado.

Para sintetizar el ciclocarbono, el equipo de investigación comenzó con una molécula de forma triangular hecha de carbono y oxígeno y utilizó corrientes eléctricas para manipular su estructura, eliminando el oxígeno y el exceso de carbono para producir finalmente el anillo tan buscado, conocido como carbono-18. .

Un equipo de químicos de Oxford preparó la estructura específica de carbono y oxígeno que el equipo de investigación de IBM en Zurich, Suiza modificó con corrientes eléctricas, despegando átomos de la misma manera que un escultor talla el exceso de piedra para revelar una escultura debajo. Después de muchos intentos, los investigadores de IBM cortaron el último exceso de oxígeno y átomos de carbono, revelando el anillo final de 18 átomos de carbono. "Nunca pensé que vería esto", dijo Lorel Scriven, química y miembro del equipo de Oxford.

Se han realizado pruebas iniciales para finalmente describir las propiedades del carbono-18, uno de los grandes misterios sobre la estructura. En un resultado alentador, el carbono 18 parece ser semiconductor, lo que abre la posibilidad de utilizar cadenas enderezadas de carbono 18 para crear componentes electrónicos a escala molecular.


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