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化學(xué)家研制出*分子多面體
閱讀：721 發(fā)布時(shí)間：2013-7-12化學(xué)家研制出*分子多面體
據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，美國紐約大學(xué)化學(xué)系、分子設(shè)計(jì)研究所和意大利米蘭大學(xué)材料科學(xué)研究所的科學(xué)家攜手出了*分子多面體，這種具有突破性的結(jié)構(gòu)有望讓科學(xué)家研制出新的工業(yè)產(chǎn)品和消費(fèi)產(chǎn)品，包括磁材料和光學(xué)材料等。研究論文發(fā)表在7月21日出版的《科學(xué)》雜志上。
科學(xué)家們一直在想方設(shè)法“迫使”分子組合在一起形成有規(guī)則的多面體，但一直沒有成功。由古希臘數(shù)學(xué)家阿基米德發(fā)現(xiàn)的阿基米德立體引起了科學(xué)家們的注意。阿基米德立體是使用兩種或以上的正多邊形為面的凸多面體，其每個(gè)頂點(diǎn)的情況相同，共有13種。阿基米德多面體也叫截半多面體，即在正多面體中，從一條棱斬去另一條棱的中點(diǎn)所得出的多面體。使用分子合成出這樣的結(jié)構(gòu)一直是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
紐約大學(xué)和米蘭大學(xué)的科學(xué)家們攜手合成了一個(gè)截半八面體，也是13種阿基米德立體中的一種。而且，這種結(jié)構(gòu)能像罩子一樣“罩住”其他分子，兩者結(jié)合在一起能形成新的或功能更強(qiáng)大的材料。
在研制分子多面體的過程中，科學(xué)家們讓72個(gè)氫鍵組合成兩類六邊形的分子“瓦片”，并讓8個(gè)分子“瓦片”組合成一個(gè)截半八面體。盡管化學(xué)家們經(jīng)常會用到氫鍵，因?yàn)槠湓跇?gòu)建復(fù)雜的結(jié)構(gòu)方面“多才多藝”，但是，與將原子緊緊結(jié)合在一個(gè)分子內(nèi)的鍵相比，氫鍵要弱一些，這就使由氫鍵構(gòu)成的更大結(jié)構(gòu)變得不可預(yù)測，穩(wěn)定性也更差。
然而，在研究中，科學(xué)家們使用的氫鍵由分子的離子屬性來保持穩(wěn)定，而且沒有產(chǎn)生其他結(jié)果，因此，構(gòu)建出的這個(gè)截半八面體被證明非常穩(wěn)定。實(shí)際上，這個(gè)截半八面體能進(jìn)一步組合成擁有納米孔的晶體，就像廣為人知的由非有機(jī)物組成的分子篩一樣，可按分子大小對混合物進(jìn)行分級分離。
該研究的聯(lián)合作者、紐約大學(xué)化學(xué)系主任麥克·沃德表示，他們已經(jīng)證明，可以通過設(shè)計(jì)“迫使”分子組合在一起形成一個(gè)多面體，下一步將擴(kuò)展這項(xiàng)研究，使用同樣的設(shè)計(jì)理念來其他分子多面體。如果獲得成功，zui終將能出具有非凡特性的新材料。