Die Grenzen der 2-D-Supramoleküle ausreizen

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Wissenschaftler der University of South Florida haben einen neuen Meilenstein in der Entwicklung von zweidimensionalen Supramolekülen erreicht – Bausteine, die Bereiche der Nanotechnologie und der Weiterentwicklung von Nanomaterialien ermöglichen.Seit der Entdeckung von Graphen im Jahr 2004, dem weltweit dünnsten (ein Atom dick) und stärksten (200-mal stärker als Stahl) Material, arbeiten Forscher an der Weiterentwicklung ähnlicher Nanomaterialien für industrielle, pharmazeutische und andere kommerzielle Anwendungen.

Dank seiner leitfähigen Eigenschaften und seiner Festigkeit kann Graphen in der Mikroelektronik zur Verstärkung mechanischer Materialien eingesetzt werden und ermöglicht seit kurzem die präzise 3-D-Bildgebung von Nanopartikeln.Während die Arbeiten zur Entwicklung neuer Supramoleküle, die für weitere Anwendungen geeignet sind, einige Erfolge verzeichnen konnten, sind diese Molekülformationen entweder klein – weniger als 10 Nanometer groß – oder sie setzen sich willkürlich zusammen, was ihre potenzielle Verwendung einschränkt.

Doch nun skizzieren neue, in Nature Chemistry veröffentlichte Forschungsergebnisse einen tiefgreifenden Sprung nach vorn beim supramolekularen Fortschritt.”Unserem Forschungsteam ist es gelungen, eines der größten supramolekularen Hindernisse zu überwinden und eine gut definierte supramolekulare Struktur zu entwickeln, die die 20-Nanometer-Skala vorantreibt”, sagte Xiaopeng Li, ein außerordentlicher Professor im USF-Department für Chemie und leitender Forscher der Studie.

Es handelt sich im Wesentlichen um einen Weltrekord für diesen Bereich der Chemie”.Li arbeitete zusammen mit seinem USF-Forschungsteam mit dem Team von Saw Wai Hia am Argonne National Laboratory und an der Universität von Ohio sowie mit mehreren anderen US-amerikanischen und internationalen Forschungsinstituten zusammen.Supramoleküle sind große molekulare Strukturen, die aus einzelnen Molekülen bestehen.

Im Gegensatz zur traditionellen Chemie, die sich auf kovalente Bindungen zwischen Atomen konzentriert, untersucht die supramolekulare Chemie die nicht-kovalenten Wechselwirkungen zwischen den Molekülen selbst.

Häufig führen diese Interaktionen zu einer molekularen Selbstorganisation und bilden auf natürliche Weise komplexe Strukturen, die eine Vielzahl von Funktionen erfüllen können.

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