Nanoringler: Kimya İçin Yeni Yapı Taşları

İçerik Yazarı: Dalya Simay Erbay

Editör: Dalya Simay Erbay

Tasarım: Sudenaz Şencan

Sandviç benzeri bir yapıya sahip olan sandviç kompleksleri yaklaşık 70 yıl önce inşa edilmişti. İki düz aromatik organik halka ("ekmek dilimleri") tek bir merkez metal atomu tarafından birbirine sıkıştırılmıştır. Her iki halka da ekmek parçaları gibi paralel olarak istiflenir. Daha fazla 'ekmek' ve 'doldurma' katmanı eklemek, üçlü veya daha fazla sandviçle sonuçlanır. KIT'in İnorganik Kimya Enstitüsü Profesörü Peter Roesky, "Bu bileşikler modern organometalik kimyada kullanılan en önemli kompleksler arasındadır" diyor. Bunlardan biri, "babaları" Ernst Otto Fischer ve Geoffrey Wilkinson'un 1973'te Nobel Kimya Ödülü'nü kazandığı çok kararlı ferrosendir. Ferrosen, bir demir iyonu ve beş üyeli iki aromatik organik halkadan oluşur. Sentez, kataliz, elektrokimya ve polimer kimyasının tümü bundan yararlanır. 

İlk Nano Boyutlu Halkalar

KIT ve Marburg Üniversitesi araştırmacıları bir süredir sandviç komplekslerini bir ringde organize etmeye çalışıyorlar. İki kurumdan üç ekibin çalışmalarını denetleyen Roesky, "Zincir üretmeyi başardık ama yüzük yapamadık" diyor. KIT'in Mikroskobik Sistemler Fiziksel Kimya Bölümü'nden Profesör Manfred Kappes ve Profesör Florian Weigend, "Doğru 'ekmek dilimi' veya organik ara kat seçimi sayesinde ilk kez nano boyutlu halkalar oluşturmayı başardık" diyor. Yeni nanohalkanın dış çapı 3,8 nanometredir ve 18 yapı bileşeninden oluşur. Sandviçin 'dolgu' olarak kullanılan metale bağlı olarak turuncu renkli bir fotolüminesans gelişir. Yeni kimyasal moleküle araştırmacılar tarafından 'siklosen' adı verildi.

Nanoring Kendi Başına Bir Arada Tutulur

Üç çalışma grubu, moleküllerin neden artık bir halka halinde gruplanamayacağını ve bunun yerine bir sandviç kompleksleri zinciri oluşturduğunu belirlemek için karmaşık kuantum kimyası hesaplamaları yaptı. Bu hesaplamalar, halka kapanmasıyla kazanılan enerjinin halka oluşumunda itici faktör olduğunu gösterdi. "İlk engelimiz bir halka yapmaktı. Farklı halka boyutları üretilebilir mi? Bu nanoyapı olağanüstü fiziksel özelliklere sahip mi? Bu daha fazla araştırılacak. Ancak organometalik kimya araç setimize yeni bir yapı bileşeni eklediğimiz açık. Roesky "Ve bu muhteşem" diyor.