Хіміки синтезували органічні «квіти», що самособираються

Група хіміків з Індіанського університету синтезувала складну органічну молекулу, здатну до самозбірки в об'ємні кристалічні структури, що мають форму квітки. Подібні органічні структури можуть бути використані при створенні високоефективних сонячних елементів. Результати роботи опубліковані в.

Молекула являє собою три карбазольні і тріазольні групи, що попарно чергуються між собою, з'єднані в єдиний цикл, для короткості автори називають її «трикарб». Для синтезу трикарба дослідники використовували дуже елегантний метод, що являє собою одночасно і one-pot синтез (метод синтезу, при якому всі перетворення реагентів відбуваються в одній і тій же реакційній судині, що дозволяє знизити втрати на виділенні і очищенні всіх проміжних продуктів), і клік-хімію (синтез речовин шляхом з'єднання між собою окремих маленьких елементів).

Для утворення найбільш енергетично вигідного стану циклічні молекули трикарба шикуються в упорядковані тривимірні структури. Вчені вивчили ці структури за допомогою скануючої тунельної мікроскопії високої роздільної здатності і з'ясували, що молекули укладаються у формі квітки. Центральна частина цієї квітки відповідає порожнині всередині молекули; вона здатна дуже ефективно захоплювати різні об'ємні аніони (такі, як PF₆^-).

На думку доктора Амара Флуда, одного з авторів цієї публікації, розуміння механізмів самозбірки і здатність керувати ними є ключовими кроками у створенні органічної електроніки, в тому числі високоефективних сонячних батарей.

Національний науковий фонд для розвитку досліджень у галузі самоорганізованих молекул і комп'ютерного моделювання цих процесів нагородив дослідницькі групи з Індіанського університету грантом розміром 1,2 мільйона доларів. Команда планує витратити кошти для створення теоретичної моделі і програмного забезпечення, що дозволяють в режимі «віртуального експерименту» визначити структуру, в яку будуть упаковуватися складні молекули. Це позбавить вчених необхідності використовувати метод проб і помилок для визначення потенційно вдалих молекул для створення двомірних або об'ємних впорядкованих структур.