La vie telle que nous le savons est basée sur des molécules organiques. Dans ces molécules, les atomes de carbone et d'hydrogène sont liés à un éventail fascinant de structures, telles que des chaînes ou des anneaux. Une classe spéciale de molécules organiques, hétéro (8) circulenes, peut se comporter de manière intéressante en raison de leur anneau de huit atomes, et avoir de nombreuses applications, y compris des dispositifs électroniques responsables du contrôle et de la détection de la lumière.
Cependant, la création de ces molécules par des réactions chimiques planifiées, ou l'itinéraire synthétique, est difficile. Cela est dû aux ressources nécessaires, telles que le temps et les matériaux, pour former cette classe de molécules.
En conséquence, seuls trois types d'hétéro (8) circulenes ont été fabriqués à ce jour. Ces trois types de molécules sont symétriques, c'est-à-dire que si vous tracez une ligne à travers chaque molécule, les deux moitiés sont des images miroir les unes des autres, ou si vous faites pivoter chaque molécule, elle se ressemble.
Cependant, le processus de création peut être devenu légèrement plus facile en raison du travail des chercheurs de l'Université d'Osaka.
La publication qui en résulte, « l'accès en cascade électrochimique aux hétéro (8) circulenes comme puissants organophotocatalystes pour diverses formations de liaisons C – X » Communications de la naturemet en évidence une nouvelle conception de bague exotique – la Dioxaza (8) Circulene – comme une passerelle vers une nouvelle classe de structures. Ces résultats repoussent les limites de la symétrie dans les hétéro (8) circulenes.
L'équipe a utilisé le courant électrique pour entraîner une synthèse électrochimique, ou réaction, pour former six liens entre les atomes en même temps. Cela a ensuite créé une structure de cinq hexagones et de trois pentagones, cette nouvelle structure étant un hétéro (8) circule, dioxaza (8).
« La suppression de la limitation de la symétrie nous a permis de déverrouiller une nouvelle classe de matériaux », explique l'auteur principal, Mohamed Sh Salem. « La nouvelle méthode que nous avons développée pour y parvenir, à partir de notre hétéro (8) Circulene asymétrique, n'a que deux étapes et est simple et facile à utiliser. »
Les avantages de la nouvelle méthode écologique sont qu'elle ne génère que de l'eau en tant que sous-produit, et les matériaux nécessaires à la réaction ne sont pas spécialisés et peuvent être achetés commercialement. Dans l'ensemble, la méthode est efficace, en produisant le dioxaza (8) circule en rendement jusqu'à 83%, soit 83% de la quantité qui peut être produite en principe.
La nouvelle molécule de dioxaza (8) circule n'est pas seulement une molécule étrange sans but, car elle a des propriétés uniques qui la rendent pratiquement utile.
« Des tests spéciaux nous ont montré que dans la structure circulène du dioxaza (8), la façon dont les électrons se déplacent et la façon dont la molécule réagit à la lumière et à l'électricité sont toutes inhabituelles », explique Shinobu Takizawa, auteur principal. « En conséquence, le dioxaza (8) circule peut agir comme un photocatalyseur organique. »
Un photocatalyseur peut accélérer toute réaction chimique déclenchée par la lumière, qui est un processus durable et peu coûteux pour la création de matériaux. Le dioxaza (8) circulene a été jugé un photocatalyste suffisamment puissant, ce qui signifie qu'il a un potentiel pour aider à créer des composés contenant des liens entre le carbone et d'autres atomes (carbone, bore, soufre et phosphore) à 97%, sans nécessiter l'utilisation de métaux de transition.
Par conséquent, en créant la nouvelle structure hétéro (8) non symétrique, les chercheurs ont ouvert une nouvelle avenue pour fabriquer d'autres matériaux de manière sûre et facile, en particulier compte tenu des propriétés inhabituelles mais excitantes de Dioxaza (8) Circulene.
