Một dạng carbon mới được các nhà khoa học phát hiện gần đây.
"Một chiếc nhẫn" - các nhà khoa học đã tạo ra một hình dạng mới của các phân tử carbon, bao gồm 18 nguyên tử sắp xếp theo một hình vòng lặp, được minh họa ở đây với dữ liệu từ một kính hiển vi lực nguyên tử. Các mối liên kết luôn luôn thay đổi giữa ngắn và dài, tạo ra một chiếc "nhẫn" gồm 9 cạnh.
Cyclocarbon thuộc dạng nguyên tố linh hoạt, giống như kim cương, graphite...
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra phân tử cyclocarbon và hình ảnh cấu trúc của nó - một chuỗi vòng gồm 18 nguyên tử carbon này đã được đăng lên mạng vào ngày 5 tháng 8 vừa qua. Dự án này đã cho thấy một "khuôn mặt" mới cho một trong những nguyên tử được nghiên cứu nhiều nhất hóa học.
"Việc tìm ra một phân tử carbon mới không phải việc xảy ra hằng ngày", nhà hóa học Rik Tykwinski của đại học Alberta tại Edmonton, Canada nói. Việc tạo ra nó thành công vốn là một bài toán hóc búa và chính Tykwinski đã cá cược về khả năng phát hiện ra cyclocarbon. "Tôi đã thắng được một chai rượu scotch từ một người bạn", ông nói.
Cyclocarbon thuộc dạng nguyên tố linh hoạt, giống như kim cương, graphite, các dạng tấm như graphene, các dạng trụ như ống nano carbon và các hạt nhỏ bucky.
Các nhà hóa học nghĩ rằng việc tạo ra các phân tử dạng vòng carbon này là khả thi. Nhưng cho tới bây giờ, không ai biết rằng các tính chất của nó là gì cả, theo nhà vật lý học Katharina Kaiser của viện nghiên cứu IBM tại Zurich. "Thật tuyệt vời rằng chúng ta tìm ra được nó và nếu có thể tìm ra được các đặc tính thì càng tốt hơn nữa", bà chia sẻ.
Trong phòng nghiên cứu, Kaiser và đồng nghiệp nói rằng với các phân tử của cyclocarbon ô xít, gồm có các nguyên tử carbon được sắp xếp theo một vòng với các nhóm carbon monoxit đính vào các phân tử. Loại bỏ carbon monoxit để tạo ra hình dạng mới không phải việc dễ dàng: những nhóm này hỗ trợ cho việc ổn định hóa các phân ử. Sử dụng kính hiển vi lực nguyên tử, các nhà nghiên cứu đã có thể đẩy các nhóm carbon monoxit ra bằng việc đưa vào một lượng điện thế.
Một minh họa khác về cyclocarbon.
Cuối cùng, quá trình tạo ra một chiếc vòng carbon mà đội nghiên cứu đã tạo ra bằng kính hiển vi. Cyclocarbon phản ứng dễ dàng với các chất khác, cho nên để có thể cô lập nó, các nhà khoa học tạo ra phân tử mới này trên một lớp muối ăn trơ.
Các dự án trước cho thấy dấu hiệu của cyclocarbon trong một loại khí ga. Nhưng việc đó không thỏa mãn các nhà hóa học vù nó không thể tạo ra hình ảnh của phân tử và công nhận cấu trúc của nó. Cụ thể rằng, nó không chắc chắc rằng các mối liên kết giữa các nguyên tử có thể giao động giữa độ dài và ngắn, được biết bởi mối liên kết đơn và tam, hay các mối liên kết có cùng một độ dài, hay liên kết đôi. Các nghiên cứu giải quyết cuộc tranh luận này, cho thấy chúng được liên kết bằng các mối liên kết đơn và tam.
Kết quả có thể giúp các nhà khoa học sàng lọc các kết quả từ máy tính mà được dùng để dự đoán cấu trúc của các phân tử chưa được biết đến. "Vẫn có một câu hỏi lớn cho việc các phép tính toán này có đúng hay không, cho nên rất quan trọng để có thể xác nhận bằng các thí nghiệm", theo lời của nhà hóa học Yves Rubin của UCLA, một người không liên quan tới dự án này.
Những nghiên cứu trước về các dạng mới của carbon đã nhận được nhiều chiều hướng tích cực từ giới khoa học. Việc tìm ra các hạt bucky vào những năm 80 của thế kỷ trước và họ phân tử chứa nó, các fullerene đã thu về một giải Nobel và nhiều dự án tiếp theo. Cũng như vậy, việc tìm ra graphene vào năm 2004 cũng được vinh dự trao cho giải Nobel và các dự án tiếp theo về việc áp dụng vào điện tử.
Nhưng chính vì cyclocarbon không ổn định, nó không thể giữ lại cho các việc nghiên cứu sau này, cho nên việc áp dụng nó vào khoa học vẫn là một câu hỏi cần được giải đáp.