دانشمندان موفق به ساخت اولین حلقه آروماتیک سیلیکونی شدند

پس از نزدیک به پنجاه سال بحث نظری و تلاش‌های متعدد آزمایشگاهی در سراسر جهان گروهی از پژوهشگران دانشگاه سارلند موفق به سنتز حلقه آروماتیک پنج‌اتمی سیلیکونی شدند؛ دستاوردی که دهه‌ها نظریه شیمی را تأیید کرده و راه را برای توسعه ترکیبات صنعتی جدید هموار می‌کند. نتایج این تحقیق در نشریه معتبر Science منتشر شده است.

به گزارش sciencedaily، این گروه پژوهشی به سرپرستی دیوید شسچکوویتس استاد شیمی عمومی و معدنی و با همکاری دانشجوی دکتری انکور و برند مورگنسترن از مرکز خدمات پراش اشعه ایکس دانشگاه موفق به سنتز ترکیبی به نام پنتاسیلایسیکلوپنتادی‌انید شدند. در این ترکیب اتم‌های کربن موجود در یک مولکول آروماتیک پایدار با اتم‌های سیلیکون جایگزین شده‌اند.

مولکول‌های آروماتیک نقش مهمی در زندگی روزمره و صنایع دارند؛ به عنوان مثال در تولید پلاستیک‌ها این ترکیبات به پایداری و کارایی بیشتر کاتالیزور‌ها کمک می‌کنند. 

شسچکوویتس توضیح می‌دهد: در تولید پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن، ترکیبات آروماتیک به پایداری و عملکرد بهتر کاتالیزور‌ها کمک می‌کنند. سیلیکون که ویژگی فلزی بیشتری نسبت به کربن دارد الکترون‌ها را کمتر به خود جذب می‌کند و این امکان را فراهم می‌آورد تا سیستم‌های شیمیایی جدیدی ایجاد شوند که پیش‌تر دسترسی به آنها غیرممکن بود.

چرا این دستاورد تا این حد مهم است؟

پایداری مولکول‌های آروماتیک به ساختار حلقه‌ای و پلانار آنها وابسته است. بر اساس قانون هوکل یک ترکیب آروماتیک باید تعداد مشخصی الکترون داشته باشد که به طور یکنواخت در اطراف حلقه پراکنده شده باشند. این ویژگی باعث ایجاد سطح پایداری بالاتر در مولکول‌های آروماتیک می‌شود.

تا پیش از این شیمی سیلیکون تنها یک نمونه از این رفتار را تایید کرده بود؛ سنتز آنالوگ سیلیکونی مولکول سیلوروپروپنیوم در سال ۱۹۸۱ اما تلاش‌ها برای ایجاد سیستم‌های آروماتیک بزرگ‌تر بر پایه سیلیکون همواره ناموفق بود.

اکنون شسچکوویتس، انکور و مورگنسترن موفق به ساخت مولکول پنج‌اتمی سیلیکونی شده‌اند که معیار‌های سختگیرانه آروماتیک بودن را برآورده می‌کند. همزمان ترکیب مشابهی نیز در آزمایشگاه تاکئاکی ایواموتو در دانشگاه توهوکو ژاپن کشف شد و دو گروه پژوهشی توافق کردند نتایج خود را در یک شماره از Science منتشر کنند.

این کشف مسیر را برای توسعه مواد و فرآیند‌های کاملا جدید با قابلیت کاربرد صنعتی باز می‌کند و گام نخست و دشوار در این مسیر اکنون با موفقیت برداشته شده است.

انتهای پیام/