Хіміки з Канади, Китаю, Туреччини та Німеччини синтезували з'єднання, що не порушує фундаментальних правил утворення хімічних зв'язків і вимог щодо валентності, але володіє структурою, яка теоретично не повинна бути стабільною.

Такі сполуки називають «неможливими». Щоб отримати їх в експерименті, потрібно створити такі умови, в яких притаманна їм нестабільність буде подавлена. Хоча приклади синтезу «неможливих» матеріалів відомі, розкрити секрет багатьох сполук вченим так поки і не вдалося.

Інтернаціональну групу хіміків зацікавив матеріал, споріднений мезопористого діоксиду кремнію (префікс «мезо» відповідає порам розміром 2-50 нм), який позначають як мезо-HSiO1, 5. Він дещо нагадує графен і має стільникову структуру, пори в якій, проте, повинні миттєво закриватися після видалення матриці, що використовується для синтезу.

Тонка плівка «звичайного» мезопористого діоксиду кремнію (ілюстрація UCLA / Laurent Pilon's Research Group).

У нових дослідах мезо-HSiO1, 5 отримували шляхом «самозбірки», керованої матрицею, з HSi (OCH2CH3) 3 в умовах каталізу кислотами. На подив авторів, при видаленні матриці матеріал не переходив у більш щільну форму, зберігаючи пористу структуру до 300 ˚ C. «Матриця тут могла бути будь-який, – говорить керівник групи Джеффрі Озін (Geoffrey Ozin) з Торонтського університету. – Стабільність досягається за рахунок утворення водневих зв'язків між O3SiH і сіланол O3SiOH. Це надає матеріалу механічну міцність ».

Коли температура перевищує 300 ˚ C, структура мезо-HSiO1, 5 змінюється: він перетвориться в мезопористий нанокомпозит, матрицю з діоксиду кремнію з включеними в неї нанокристалами кремнію. Останні дають яскраву фотолюмінесценцію, поява якої пов'язують з ефектами квантових обмежень у нанокристалах. Вчені вже знайшли спосіб управління фотолюмінесцентні властивості кристалів і думають над тим, як можна застосувати новий матеріал при конструюванні біологічних датчиків і світловипромінюючих приладів.

За матеріалами: PhysOrg

Tweet

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?