Химики синтезировали самособирающиеся органические «цветы»
Группа химиков из Индианского университета синтезировала сложную органическую молекулу, способную к самосборке в объемные кристаллические структуры, имеющие форму цветка. Подобные органические структуры могут быть использованы при создании высокоэффективных солнечных элементов. Результаты работы опубликованы в Chemistry A European Journal.
Молекула представляет собой три попарно чередующиеся между собой карбазольные и триазольные группы, соединенные в единый цикл, для краткости авторы называют ее «трикарб». Для синтеза трикарба исследователи использовали очень элегантный метод, представляющий собой одновременно и one-pot синтез (метод синтеза, при котором все превращения реагентов происходят в одном и том же реакционном сосуде, что позволяет понизить потери на выделении и очистке всех промежуточных продуктов), и клик-химию (синтез веществ путем соединения между собой отдельных маленьких элементов).
Для образования наиболее энергетически выгодного состояния циклические молекулы трикарба выстраиваются в упорядоченные трехмерные структуры. Ученые изучили эти структуры с помощью сканирующей туннельной микроскопии высокого разрешения и выяснили, что молекулы укладываются в форме цветка. Центральная часть этого цветка соответствует полости внутри молекулы; она способна очень эффективно захватывать различные объемные анионы (такие, как PF6-).
По мнению доктора Амара Флуда, одного из авторов данной публикации, понимание механизмов самосборки и способность управлять ими являются ключевыми шагами в создании органической электроники, в том числе высокоэффективных солнечных батарей.
Национальный научный фонд для развития исследований в области самоорганизующихся молекул и компьютерного моделирования этих процессов наградил исследовательские группы из Индианского университета грантом размером 1,2 миллиона долларов. Команда планирует потратить средства для создания теоретической модели и программного обеспечения, позволяющих в режиме «виртуального эксперимента» определить структуру, в которую будут упаковываться сложные молекулы. Это избавит ученых от необходимости использовать метод проб и ошибок для определения потенциально удачных молекул для создания двухмерных или объемных упорядоченных структур.
Узнайте, как число ученых зависит от финансирования
В России сегодня отмечают День науки, но тех, кого нужно поздравлять с этим праздником, все меньше и меньше — с 2000 года занятых в науке стало меньше почти на 180 тысяч человек, и сегодня исследованиями и разработками в стране занимаются чуть более 700 тысяч человек. Последние годы затраты на науку в России оставались на уровне 1—1,1 процента ВВП. Это существенно меньше, чем расходы других развитых стран, скажем, Израиль тратит на науку 4,3 процента ВВП, Германия — 2,9 процента, США — 2,7 процента.Мы предлагаем вам попробовать себя в роли доброго (или злого) волшебника: выберите, какую долю ВВП России вы согласны потратить на науку, и наш калькулятор предскажет, сколько в этом случае будет ученых в нашей стране. А если вы хотите узнать, как это делают социологи, читайте этот блог.
