Zbulohet tipi i ri i materialit të karbonit të hollë atomikisht

 Karboni ekziston në forma të ndryshme. Përveç diamantit dhe grafit, ka forma të zbuluara së fundmi me veti mahnitëse. Për shembull grafeni, me një trashësi prej vetëm një shtrese atomike, është materiali më i hollë i njohur, dhe vetitë e tij të pazakonta e bëjnë atë një kandidat jashtëzakonisht emocionues për aplikime si elektronika e ardhshme dhe inxhinieria e teknologjisë së lartë. Në grafen, secili atom karboni është i lidhur me tre fqinjë, duke formuar gjashtëkëndësha të rregulluar në një rrjet huall mjalti. Studimet teorike kanë treguar se atomet e karbonit gjithashtu mund të rregullohen në modele të tjera të rrjetit të rrafshët, ndërsa janë akoma të lidhur për tre fqinjët, por asnjë nga këto rrjete të parashikuara nuk ishte realizuar deri më tani.

Studiuesit në Universitetin e Marburgut në Gjermani dhe Universitetin Aalto në Finlandë tani kanë zbuluar një rrjet të ri karboni, i cili është atomikisht i hollë si grafeni, por përbëhet nga sheshe, gjashtëkëndësha dhe tetëkëndësha që formojnë një rrjetë të renditur. Ata konfirmuan strukturën unike të rrjetit duke përdorur mikroskopinë e sondës me rezolucion të lartë dhe zbuluan se vetitë e tij elektronike janë shumë të ndryshme nga ato të grafenit.

Në ndryshim nga grafeni dhe format e tjera të karbonit, rrjeti i ri Bifenilen – siç është emëruar materiali i ri – ka veti metalike. Vija të ngushta të rrjetit, vetëm 21 atome të gjera, tashmë sillen si një metal, ndërsa grafeni është një gjysmëpërçues në këtë madhësi. “Këto vija mund të përdoren si tela përçues në pajisjet e ardhshme elektronike me bazë karboni.” tha profesori Michael Gottfried, në Universitetin e Marburgut, i cili drejton ekipin që zhvilloi idenë. Autori kryesor i studimit, Qitang Fan nga Marburg vazhdon, “Ky rrjet i ri karboni mund të shërbejë gjithashtu si një material i lartë anode në bateritë e jonit litium, me një kapacitet më të madh të ruajtjes së litiumit krahasuar me atë të materialeve aktuale me bazë grafeni.”

Ekipi në Universitetin Aalto ndihmoi në imazhin e materialit dhe deshifrimin e vetive të tij. Grupi i profesor Peter Liljeroth kreu mikroskopinë me rezolucion të lartë që tregonte strukturën e materialit, ndërsa studiuesit të udhëhequr nga profesor Adam Foster përdorën simulime dhe analiza kompjuterike për të kuptuar vetitë elektrike emocionuese të materialit.

Materiali i ri është bërë duke mbledhur molekula që përmbajnë karbon në një sipërfaqe jashtëzakonisht të lëmuar ari. Këto molekula së pari formojnë zinxhirë, të cilët përbëhen nga gjashtëkëndësh të lidhur, dhe një reagim pasues i lidh këto zinxhirë së bashku për të formuar sheshet dhe tetëkëndëshat. Një tipar i rëndësishëm i zinxhirëve është se ato janë kirale, që do të thotë se ato ekzistojnë në dy lloje pasqyruese, si duart e majta dhe të djathta. Vetëm zinxhirët e të njëjtit lloj grumbullohen në sipërfaqen e artë, duke formuar kuvende të rregulluara mirë, përpara se të lidhen. Kjo është kritike për formimin e materialit të ri të karbonit, sepse reagimi midis dy llojeve të ndryshëm të zinxhirëve çon vetëm në grafen. “Ideja e re është që të përdoren pararendës molekularë që janë rregulluar për të dhënë bifenilenë në vend të grafenit” shpjegon Linghao Yan, i cili kreu eksperimentet e mikroskopisë me rezolucion të lartë në Universitetin Aalto.

Tani për tani, ekipet punojnë për të prodhuar fletë më të mëdha të materialit, në mënyrë që potenciali i tij i aplikimit të mund të hulumtohet më tej. Sidoqoftë, “Ne kemi besim se kjo metodë e re e sintezës do të çojë në zbulimin e rrjeteve të tjera të karbonit.” tha profesor Liljeroth.