Real Time Web Analytics مولکول افسانه‌ای تری‌ آنگولن در آزمایشگاه ساخته شد! | دیپ لوک

مولکول افسانه‌ای تری‌ آنگولن در آزمایشگاه ساخته شد!

0

دانشمندان برای اولین بار، یک مولکول مثلثی عجیب و ناپایدار به نام تری‌ آنگولن را در آزمایشگاه ساختند؛ ملکولی که فیزیکدانان، حدود ۷۰ سال برای دستیابی به آن تلاش کرده بودند. تری‌ آنگولن (triangulene) مشابه مواد شگفت‌انگیز گرافنی است؛ اما به‌جای ورقه‌ای از اتمهای کربن، از شش مولکول کربن شش ضلعی تشکیل شده که در امتداد لبه‌های خود به هم متصل شده‌اند و یک مثلث را تشکیل می‌دهند. این آرایش غیر عادی از تشکیل پیوند پایدار بین دو الکترون جفت‌نشده جلوگیری می‌کند. تا به حال کسی موفق به ساخت این مولکول نشده بود. با دیپ لوک همراه باشید…

این مولکول ناپایدار توسط یک تیم تحقیقاتی از IBM و با استفاده از نوک یک میکروسکوپ سوزنی برای دستکاری اتم‌ها و دستیابی به شکل مطلوب، تولید شده است. رهبر این گروه تحقیقاتی می‌گوید:

تری‌ آنگولن اولین مولکولی است که شیمیدانان در ساخت آن ناموفق بوده‌اند و ما آن‌ را ساخته‌ایم.

این اولین باری نیست که محققان، مولکولهای ناپایدار و غیرعادی را سنتز می‌کنند، اما تری‌آنگولن، نه تنها بخاطر ساختار منحصر بفرد، بلکه به‌دلیل ویژگیهای مفید و قابل انتظارش در دستگاههای الکترونیکی و کامپیوترهای کوانتومی، بسیار خاص‌تر است. این مولکول ابتدا در سال ۱۹۵۰ توسط یک دانشمند اهل چک به نام اریش کلار، پیش‌بینی شده بود (به همین دلیل به تری آنگولن ، هیدروکرین کلار هم گفته می‌شود). او به صورت نظری محاسبه کرده بود که یک هیدروکربن مثلثی شکل می‌تواند از شش مولکول بنزن دایره‌ای متصل به‌هم، تشکیل شود. تعداد اتم‌ها و الکترون‌ها در این ساختار، فرد است، اما دو الکترون جفت نشده به‌دلیل آرایش نامتعارف، از ساختار جدا می‌شوند. تولید این مولکول در آزمایشگاه با شکست مواجه شد چرا که دو الکترون جفت نشده به سرعت با هر چیز دیگری در اطرافشان، واکنش می‌دهند.

روش مرسوم سنتز، واکنش دادن مولکولها با هم برای ایجاد ساختارهای بزرگتر است؛ اما دانشمندان برای ایجاد تری‌ آنگولن با این روش، نزدیک به ۷۰ سال درگیر بودند، زیرا به محض سنتز، با اکسیژن ترکیب می‌شود. تیم IBM با روش متفاوتی، بر این مشکل غلبه کرده اند. آنها ابتدا یک ساختار پیش ماده بزرگتر می‌سازند و سپس آن‌ را محدود می‌کنند. این پیش ماده، یک جفت اتم اضافی هیدروژن برای ایجاد پایداری مولکول دارد. این اتمهای هیدروژن با استفاده از یک باریکه‌ی الکترون و با ترک مولکول ناپایدار تری‌ آنگولن، به‌حرکت درمی‌آیند.

همانطور که پیش‌بینی می‌شد، محققان نشان دادند دو الکترون جفت‌نشده در این مولکول، اسپینهای همترازی دارند که آن‌ را در تراز مولکولی، مغناطیسی می‌کند و این بدان معناست که ساختار این مولکول برای کامپیوترهای کوانتومی و حتی ساخت دستگاه‌های الکترونیکی اسپینی، مفید است. از طرفی آنها دریافتند که این مولکول در یک سطح مسی، تا چهار روز در یک آزمایش، پایدار می‌ماند. انتظار می‌رفت این مولکول با فلزات واکنش دهد و به همین دلیل، دانشمندان در تلاشند تا بفهمند چرا این پدیده رخ نمی‌دهد. یکی از محققان می‌گوید:

ما از اینکه تری‌ آنگولن، هیچ پیوندی با مس نمی‌دهد غافلگیر شده‌ایم و فکر می‌کنیم دلیلش، الکترونهای جفت نشده‌ی غیر مستقر هستند.

هنوز هم رازهای زیادی در مورد این مولکول وجود دارد و تیمهای تحقیقاتی دیگر در این زمینه تلاش می‌کنند. تولید این مولکول، یک فرایند کند و پر هزینه است که برای سنتز شیمیایی همه‌ی مواد، مناسب نیست؛ ولی وقتی در مورد زمینه‌های کاربردی مانند مکانیک کوانتوم محاسباتی صحبت می‌کنیم، فرصت خوبی برای دانشمندانی است که می‌خواهند از یافته‌های خود منفعت مالی ببرند.

مقاله اصلی را در زیر مشاهده کنید:

Download (PDF, Unknown)

فوق لیسانس فیزیک ذرات بنیادی. علاقمند به تقارنها و نظریه میدان‌های کوانتومی

ارسال نظر

*