پس از 70 سال، نانوگرافن مغناطیسی سرانجام سنتز شد
از زمان اولین تولید در سال 2004، محققان با استفاده از گرافن و مواد مشابه مبتنی بر کربن برای متحول کردن الکترونیک، ورزش و بسیاری از رشته های دیگر سخت کار کرده اند. اکنون، محققان ژاپنی به کشفی دست یافته اند که میدان طولانی مدت مغناطیسی نانوگرافن را به پیش خواهد برد.
در یک مطالعه منتشر شده در مجله انجمن شیمی آمریکا ("سنتز و جداسازی یک مثلث بلوری تثبیت شده جنبشی")، محققان دانشگاه اوزاکا و شرکای همکار نانوگرافن کریستالی با خواص مغناطیسی را سنتز کردند که به صورت تئوری از دهه 1950 پیش‌بینی شده بود، اگرچه تاکنون به طور تجربی تایید نشده است، مگر در دمای بسیار پایین.
گرافن یک ورقه تک لایه و دو بعدی از حلقه های کربنی است که در یک شبکه لانه زنبوری چیده شده اند. چرا گرافن محققان را هیجان زده می کند؟ گرافن دارای خواص چشمگیری است – انتقال بار کارآمد و در مسافت های طولانی را نشان می دهد و استحکام بسیار بالاتری نسبت به فولاد ضخیم مشابه دارد.
نانوساختارهای گرافن دارای لبه هایی هستند که خواص مغناطیسی و الکترونیکی را نشان می دهند که محققان مایل به بهره برداری از آن هستند. با این حال، تهیه نانوصفحات گرافن دشوار است و بررسی خواص لبه‌های زیگزاگی آن‌ها دشوار است.
غلبه بر این چالش ها با استفاده از یک سیستم مدل ساده تر و در عین حال پیشرفته موسوم به مثلث چیزی است که محققان دانشگاه اوزاکا قصد داشتند به آن بپردازند.
شینوبو آریکاوا و آکیهیرو شیمیزو، دو نویسنده اصلی این مطالعه، می‌گویند: «مثلث به دلیل پلیمریزاسیون کنترل‌نشده‌اش مدت‌هاست که از سنتز به شکل کریستالی اجتناب کرده است. ما با محافظت فضایی - حجیم کردن مولکول - از این پلیمریزاسیون جلوگیری کردیم و این کار را به گونه‌ای انجام دادیم که بر ویژگی‌های زیرین آن تأثیری نداشت.»
مشتق مثلثی در دمای اتاق پایدار است اما باید در یک جو بی اثر نگهداری شود زیرا در مواجهه با اکسیژن به آرامی تجزیه می شود. با این وجود، کریستالیزاسیون امکان پذیر بود - که تأیید خواص تئوری پیش بینی شده آن، مانند مکان یابی الکترون های جفت نشده روی لبه های زیگزاگی مولکول را ممکن کرد.
ریو شینتانی، نویسنده ارشد، توضیح می‌دهد: «با اندازه‌گیری خواص نوری و مغناطیسی آن، تأیید کردیم که مولکول ما در حالت پایه سه‌گانه قرار دارد. این یک حالت الکترونیکی است که می‌تواند به عنوان یک مدل تجربی برای نانوگرافن لبه‌های زیگزاگ عمل کند.
این نتایج کاربردهای مهمی دارند. محققان می‌توانند روش مصنوعی طولانی‌مدت گزارش شده در اینجا را برای افزایش تعداد حلقه‌های کربنی در مولکول و انجام سنتز شیمیایی اشکال پیشرفته نانوگرافن گسترش دهند. با انجام این کار، محققان دانشگاه اوزاکا و دانشگاه اوزاکا سیتی ممکن است بتوانند موادی را سنتز کنند که برای الکترونیک و آهنرباهای پیشرفته آینده بنیادی هستند و سیلیکونی را که در همه جا در الکترونیک مدرن وجود دارد، تکمیل کنند.
