Pas 70 vjetësh, materiali magnetik i avancuar me bazë karboni më në fund u sintetizua
Që nga prodhimi i parë i raportuar në 2004, studiuesit kanë punuar shumë duke përdorur grafen dhe materiale të ngjashme me bazë karboni për të revolucionarizuar elektronikën, sportin dhe shumë disiplina të tjera. Tani, studiuesit nga Japonia kanë bërë një zbulim që do të avancojë fushën shumë të pakapshme të magneteve të nanografenit.
Në një studim të botuar së fundmi në Journal of the American Chemical Society, studiuesit nga Universiteti i Osakës dhe partnerët bashkëpunues kanë sintetizuar një nanografen kristalor me veti magnetike që janë parashikuar teorikisht që nga vitet 1950, por deri më tani nuk janë konfirmuar eksperimentalisht, përveç në temperatura jashtëzakonisht të ulëta.
Grafeni është një shtresë e vetme, fletë dy-dimensionale unazash karboni të rregulluara në një rrjetë huall mjalti. Pse grafeni i emocionon studiuesit? Grafeni ka veti mbresëlënëse – shfaq një transport efikas ngarkimi në distanca të gjata dhe ka një forcë shumë më të lartë se çeliku po aq i trashë. Nanostrukturat e grafenit kanë skaje që shfaqin veti magnetike dhe elektronike që studiuesit do të donin t’i shfrytëzonin. Megjithatë, nanofletët e grafenit janë të vështira për t’u përgatitur dhe është e vështirë të studiohen vetitë e tyre të skajit zigzag. Kapërcimi i këtyre sfidave duke përdorur një sistem modeli më të thjeshtë, por të avancuar, të njohur si triangulene është diçka që studiuesit në Universitetin e Osakës synuan të trajtonin.
“Trianguleni i ka shpëtuar prej kohësh sintezës në një formë kristalore për shkak të polimerizimit të tij të pakontrolluar”, thonë Shinobu Arikawa dhe Akihiro Shimizu, dy autorë kryesorë të studimit. “Ne e parandaluam këtë polimerizim me anë të mbrojtjes sterike – duke rritur molekulën – dhe e bëmë këtë në një mënyrë që nuk ndikoi në vetitë e saj themelore.”
Derivati i triangulenit të studiuesve është i qëndrueshëm në temperaturën e dhomës, por duhet të mbahet në një atmosferë inerte sepse degradohet ngadalë kur ekspozohet ndaj oksigjenit. Megjithatë, kristalizimi ishte i mundur – gjë që mundësoi konfirmimin e vetive të parashikuara teorikisht, të tilla si lokalizimi i elektroneve të paçiftuara në skajet zigzag të molekulës.
“Duke matur vetitë e saj optike dhe magnetike, ne konfirmuam se molekula jonë është në gjendjen bazë të trefishtë,” shpjegon Ryo Shintani, autor i vjetër. “Kjo është një gjendje elektronike që mund të shërbejë si një model i lëvizshëm eksperimentalisht për nanografenin me tehe zigzag.”
Këto rezultate kanë aplikime të rëndësishme. Studiuesit mund të zgjerojnë procedurën sintetike të kërkuar prej kohësh të raportuar këtu për të rritur numrin e unazave të karbonit në molekulë dhe për të kryer sinteza kimike të formave të avancuara të nanografenit. Duke vepruar kështu, studiuesit e Universitetit të Osakës dhe të Universitetit të qytetit të Osakës mund të jenë në gjendje të sintetizojnë materiale që janë themelore për elektronikën dhe magnetët e avancuar në të ardhmen, dhe të plotësojnë silikonin që është i kudondodhur në elektronikën moderne.