ZÜRICH, BRATISLAVA. Český chemik Erich Clar v roku 1950 predpokladal, že existuje nezvyčajná molekula z uhlíka a vodíka, ktorá má tvar trojuholníka. Pri pokusoch vytvoriť ju však zlyhal, pretože molekula okamžite reaguje s inými molekulami.
Vyrobiť takzvaný triangulén sa podarilo až o takmer 70 rokov neskôr vedcom spoločnosti IBM. Molekulu, ktorá sa môže uplatniť v elektronike, opisujú v žurnále Nature Nanotechnology.
Šesť šesťuholníkov
Molekuly vznikajú, keď sa elektróny jednotlivých atómov spájajú a vytvárajú väzby. Molekula s voľným elektrónom - takzvaný voľný radikál - je vysoko reaktívna, pretože sa snaží nájsť vhodný pár pre voľný elektrón.
Niekedy sa však atómy môžu usporiadať aj do molekúl s párnym počtom voľných elektrónov, ktoré si nevedia nájsť partnera. Podľa Clarovej hypotézy by sa tak mala správať aj jeho trojuholníková molekula.
Triangulén je plochá molekula s hrúbkou jedného atómu. Skladá sa zo šiestich šesťuholníkových molekúl atómov vodíka a uhlíka usporiadaných do trojuholníka. Dva atómy uhlíka majú voľné elektróny, ktoré sa nedokážu spojiť do pevnej väzby,
Triangulén sa preto nedá vyrobiť tradičnou syntézou, pretože voľné elektróny príliš rýchlo reagujú s okolitými molekulami.
"Akonáhle ju syntetizujete, zoxiduje," vysvetľuje v časopise Nature spoluautor výskumu Niko Pavlíček.
3D simulácia triangulénu. (zdroj: NIKO PAVLÍČEK/IBM RESEARCH)Magnetické elektróny
Vedci pri novom pokuse použili špeciálny mikroskop s jemným hrotom, ktorým dokážu s molekulami mechanicky manipulovať.
Najskôr vytvorili prekurzorovú molekulu dihydrotriangulén. Zložením sa podobá sa na triangulén, ale nemá pár reaktívnych elektrónov. Keď elektrónovým lúčom odstrelili dva prebytočné atómy vodíka, vznikol triangulén, ktorý sa vďaka mikroskopu podarilo aj odfotiť.
Molekula bola tiež dostatočne stabilná, kým ju udržiavali vo vákuu pri nízkych teplotách. "Pokiaľ viem, ide o prvú syntézu nesubstitovaného triangulénu," hodnotí výskum pre Nature chemik Takedži Takui.
Nová technika syntézy je pomalá a drahá a nebude sa dať rozsiahle využívať. Triangulén má napriek tomu zaujímavé a praktické vlastnosti. Nespárované elektróny majú rovnaký spin - vlastnosť, ktorá určuje magnetickú orientáciu elektrónov.
Magnetické vlastnosti trojuholníkovej molekuly by sa tak mohli uplatniť pri vývoji kvantových počítačov.
Ľudskú intuíciu ešte nenahradil žiaden superpočítač Čítajte
