Phát hiện mới về hình dạng của carbon

Hình dạng mới của Cyclocarbon được chụp bằng máy hiển vi nguyên tử. Ảnh: Science Alert

Nhóm nhà khoa học từ Đại học Oxford và IBM Research đã tìm ra phân tử carbon có hình dạng mới và công bố trên Hiệp hội vì sự tiến bộ Khoa học Mỹ (AAAS). Phân tử carbon này được gọi là Cyclocarbon (C18) bao gồm 18 nguyên tử sắp xếp theo một vòng lặp, được minh họa từ dữ liệu kính hiển vi lực nguyên tử. Cyclocarbon phản ứng dễ dàng với các chất khác và khó phân lập, nên để cô lập được phân tử này, các nhà khoa học phải tạo ra phân tử mới trên một lớp muối ăn trơ.

Các nhà khoa học bắt đầu tổng hợp Cyclocarbon Oxide C2406 có hình tam giác. Họ đưa hỗn hợp này tiếp xúc với lớp muối Natri clorua trên một tấm đồng, sau đó làm lạnh ở 0 độ C trong môi trường chân không để đảm bảo cấu trúc hỗn hợp này được ổn định.

Bằng việc sử dụng kính hiển vi lực nguyên tử, nhóm nghiên cứu đã loại bỏ 6 phân tử carbon Monoxide (CO) ra khỏi cấu trúc C24O6 để tạo ra một kết cấu tròn như thông thường. Tuy nhiên, các nguyên tử trong Cyclocarbon lại hình thành nên cấu trúc đa hình, với liên kết ba và đơn xen kẽ. Hình dạng này chưa một nhà khoa học nào nhìn thấy và tìm ra trước đó.

“Việc tìm ra hình dạng một phân tử carbon mới không phải là việc xảy ra hàng ngày”, nhà hóa học Rik Tykwinski của Đại học Alberta tại Canada nói. Cấu trúc mới của Cyclocarbon được các nhà khoa học cho rằng nó hoạt động như một chất bán dẫn, có tiềm năng ứng dụng trong điện tử. Ngoài ra do tính chất khó phân lập nên chúng có thể được sử dụng để tạo ra những đồng vị carbon hoặc chất liệu giàu carbon khác.

Carbon là một phân tử vô định hình, có hình dạng phong phú nhất trên Trái Đất, đặc biệt quan trọng trong việc hình thành vật chất trênTrái Đất. Trước đó, việc tìm ra carbon tồn tại dưới dạng kim cương, than chì, Fullerene đã nhận được nhiều chiều hướng tích cực. Hiện nay các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu và phân tích để tìm ra đặc tính mới trong hình dạng này của carbon.

Nguyễn Xuân (Theo Science Alert)