Científics domten finalment l’anell de carboni impossible de 48 àtoms

Científics aconsegueixen sintetitzar un ciclo[18]carbon, un anell de carboni estable de 48 àtoms

Després de dècades d’esforços i intents frustrats, un equip internacional de científics ha anunciat la síntesi reeixida d’un ciclo[18]carbon, una estructura anular composta per 48 àtoms de carboni enllaçats entre si. Aquesta fita representa un avanç significatiu en la química del carboni i obre noves vies per a l’exploració de materials amb propietats electròniques i mecàniques inusuals.

La dificultat principal en la síntesi d’aquestes estructures resideix en la seva extrema inestabilitat. Els àtoms de carboni, a causa de la seva configuració electrònica, tendeixen a formar enllaços molt curts en aquestes estructures anulars, cosa que genera una gran tensió i facilita la ruptura de l’anell. Els intents previs havien resultat en l’obtenció de fragments inestables o polímers complexos.

L’equip d’investigadors, liderat per experts de la Universitat d’Oxford i l’IBM Research Zurich, ha superat aquests obstacles mitjançant una estratègia innovadora. En lloc d’intentar sintetitzar el ciclo[18]carbon directament, van utilitzar una molècula precursora més estable, un ciclohexadecaoctyne, que contenia 16 grups acetilè (-C≡C-) units a un anell de carboni. Aquesta molècula precursora va ser dissenyada amb cura per facilitar l’eliminació selectiva dels grups acetilè en condicions controlades, alliberant així els àtoms de carboni que formarien l’anell final.

El procés d’eliminació dels grups acetilè es va dur a terme utilitzant polsos de voltatge aplicats amb la punta d’un microscopi de força atòmica (AFM). Aquesta tècnica permet als científics manipular àtoms i molècules individuals amb una precisió sense precedents. Mitjançant l’aplicació d’aquests polsos, els grups acetilè es van eliminar un a un, deixant enrere l’anell de carboni pur.

El ciclo[18]carbon resultant es va caracteritzar mitjançant espectroscòpia i microscòpia AFM, confirmant la seva estructura anular i la presència de 48 àtoms de carboni. A més, els investigadors van observar que el ciclo[18]carbon presentava propietats electròniques inusuals, amb una gran capacitat per conduir l’electricitat.

Aquest descobriment obre un ventall de possibilitats per al desenvolupament de nous materials avançats. Les propietats electròniques i mecàniques úniques del ciclo[18]carbon podrien ser utilitzades en una àmplia gamma d’aplicacions, com ara la fabricació de dispositius electrònics d’alta velocitat, sensors moleculars i nous materials per a l’emmagatzematge d’energia.

Més enllà de les aplicacions pràctiques, la síntesi del ciclo[18]carbon representa un gran avenç en la comprensió fonamental de la química del carboni. Demostra la capacitat dels científics per manipular i controlar la disposició dels àtoms de carboni a escala molecular, obrint la porta a la creació d’estructures de carboni encara més complexes i exòtiques en el futur.

Secció per a aprenents de català

• Domten: Forma verbal de “domar”. Significa controlar, subjectar, vèncer. En aquest context, significa que els científics han aconseguit controlar la síntesi de l’anell de carboni.
• Anell: Estructura circular.
• Àtoms: Partícules que formen la matèria.
• Síntesi: Procés de creació d’una substància a partir d’elements més simples.
• Fita: Aconseguiment important, èxit.
• Inestabilitat: Qualitat de no ser estable, de canviar fàcilment.
• Estratègia: Pla per aconseguir un objectiu.
• Precursora: Molècula que s’utilitza com a punt de partida per a la síntesi d’una altra molècula.
• Microscopi de força atòmica (AFM): Instrument que permet visualitzar i manipular àtoms i molècules individuals.
• Espectroscòpia: Tècnica per estudiar les propietats de la matèria mitjançant la seva interacció amb la llum.

Gramàtica:

• Ciclo[18]carbon: El prefix “ciclo-” indica que és una estructura cíclica (un anell). El “[18]” indica el nombre d’unitats repetitives en l’anell. En aquest cas, es tracta d’un anell de 48 àtoms de carboni, organitzats en 18 unitats de dos àtoms cadascuna.
• Passat perfet simple vs. passat perifràstic: El text utilitza tant el passat perfet simple (e.g., “van utilitzar”) com el passat perifràstic (e.g., “va ser dissenyada”). El passat perifràstic (anar + infinitiu) s’utilitza per a accions puntuals en el passat. El passat perfet simple s’utilitza per accions acabades en el passat sense especificar si son puntuals o no. L’ús d’un o altre sovint depèn de l’emfasí que es vol donar.