2023 लेखक: Bryan Walter | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-05-21 22:25
जर्मनी और फ़िनलैंड के रसायनज्ञों और भौतिकविदों की एक टीम कार्बन का एक एलोट्रोपिक गैर-बेंजोइक रूप बनाने में सक्षम थी - एक बाइफेनिलीन नेटवर्क जिसमें कार्बन परमाणु चार-, छह- और आठ-सदस्यीय छल्ले बनाते हैं। साइंस जर्नल में प्रकाशित एक पेपर में बताया गया है कि नई सामग्री में धात्विक गुण हैं।
कार्बन का सबसे प्रसिद्ध एलोट्रोपिक रूप, हीरा, एक त्रि-आयामी संरचना है जो क्रिस्टल जाली में कार्बन परमाणुओं की टेट्राहेड्रल व्यवस्था द्वारा विशेषता है। अपने विद्युत गुणों से, हीरा एक ढांकता हुआ है। एक और, कोई कम प्रसिद्ध प्रकार का कार्बन, ग्रेफाइट नहीं है, जिसमें दो-आयामी स्तरित क्रिस्टल संरचना होती है, जिसकी परतों में कार्बन परमाणु एक षट्भुज के कोने पर स्थित होते हैं। ग्रेफाइट, हीरे के विपरीत, एक अच्छा करंट कंडक्टर है।
होनहार गुणों के साथ कार्बन का एक अन्य रूप - ग्रेफीन - कार्बन का एक द्वि-आयामी एलोट्रोपिक संशोधन है, जिसमें परमाणु मोटाई की चादरों में संयुक्त हेक्सागोन के रूप में व्यवस्थित sp²-हाइड्रिडाइज्ड कार्बन परमाणु होते हैं। ग्रैफीन शीट बारीकी से एक कसकर बुने हुए छत्ते जैसा दिखता है। कार्बन परमाणुओं की हेक्सागोनल जाली इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि चार में से तीन इलेक्ट्रॉन अपने पड़ोसियों के साथ एक बंधन बनाते हैं। चौथे इलेक्ट्रॉन का कक्षक ग्राफीन तल के लंबवत है। बाध्य इलेक्ट्रॉन जाली की ताकत प्रदान करते हैं, जबकि अनबाउंड इलेक्ट्रॉन वर्तमान प्रवाह प्रदान करते हैं। ग्राफीन एक अर्धचालक है, लेकिन शून्य बैंड अंतराल के साथ।
स्पा-हाइब्रिडाइज्ड कार्बन परमाणुओं से प्लेनर संरचनाओं को इकट्ठा करने के सैद्धांतिक रूप से अन्य तरीके हैं, लेकिन इस प्रकार का कार्बन बेंजोइक संरचनाओं का निर्माण करता है। अनुमानित बाइफेनिलीन नेटवर्क sp²-संकरित कार्बन परमाणुओं से बना हो सकता है, जिससे चार-, छह- और आठ-सदस्यीय वलय बनते हैं। बाइफेनिलीन नेटवर्क में ढांकता हुआ गुण होने की उम्मीद है। 2014 में, वैज्ञानिकों ने 1, 4, 5, 8-टेट्रायोडो-2, 3, 6, 7-टेट्राब्रोमोबिफेनिलीन के डीओडिनेशन और डीब्रोमिनेशन द्वारा एक बाइफेनिलीन नेटवर्क बनाने की कोशिश की, लेकिन यह संश्लेषण योजना पोलीमराइजेशन के प्रारंभिक चरण में पहले से ही काम नहीं करती थी।
अब जर्मनी में यूनिवर्सिटी ऑफ मारबर्ग के केमिस्ट कितांग फैन के नेतृत्व में वैज्ञानिकों की एक टीम ने सोने की सतह पर 2,5-डिफ्लूरो-पैरा-फेनिलीन को जंजीरों से जोड़कर एक बाइफेनिलीन नेटवर्क बनाया है।
मोनोमर अणु 4, 4 -डिब्रोमो-2, 2, 2, 5, 5 ′, 5 -हेक्साफ्लोरो-1, 1: 4, 1 -टेरफेनिल (DHTP) सोने की सतह पर अधिशोषित किए गए और उन्हें इसके अधीन किया गया। पॉली- (2,5-डिफ्लूरो-पैरा-फेनिलीन) (पीएफपीपी) के गठन के साथ पोलीमराइजेशन के लिए। असेंबली के दूसरे चरण में, डिहाइड्रोफ्लोरिनेशन प्रतिक्रिया का उपयोग करके चार-, छह- और आठ-सदस्यीय कार्बन रिंगों से युक्त एक बाइफेनिलीन नेटवर्क प्राप्त किया गया था। डीहाइड्रोफ्लोरिनेशन ने विशेष रूप से सी-एफ और सी-एच टुकड़ों के बीच सी-सी बांड के गठन की अनुमति दी, लेकिन दो सी-एच या दो सी-एफ टुकड़ों के बीच नहीं। गैर-बेंजोइक संरचना बनाने के लिए सही ढंग से तैनात सी-एफ समूहों की आवश्यकता थी।
ऊपर: एक बाइफेनिलीन नेटवर्क को संश्लेषित करने का पिछला प्रयास; नीचे: डीएचटीपी मोनोमर रैखिक पोलीमराइजेशन द्वारा एक बाइफेनिलीन नेटवर्क बनाता है जिसके बाद एक डीहाइड्रोफ्लोरिनेशन प्रतिक्रिया होती है।
स्कैनिंग टनलिंग स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने प्रदर्शित किया है कि कार्बन के नए एलोट्रोपिक रूप में ढांकता हुआ गुणों के बजाय धात्विक गुण होते हैं, जैसा कि पहले सोचा गया था। 21 परमाणुओं के चौड़े बाइफेनिलीन नेटवर्क की संकीर्ण पट्टियों में धात्विक विशेषताएँ होती हैं, जबकि समान चौड़ाई का ग्राफीन अर्धचालक बना रहता है। भविष्य में, सामग्री का उपयोग ग्राफीन के बजाय लिथियम-आयन बैटरी में एनोड बनाने के लिए किया जा सकता है।
आज, कार्बन के अलोट्रोपिक रूपों की एक बड़ी संख्या ज्ञात है।प्रसिद्ध ग्रेफाइट और हीरे के अलावा, इस सूची में फुलरीन, कार्बन नैनोट्यूब और कार्बाइन शामिल हैं। हमारी सामग्री कार्बन के सात रूपों में इस तत्व के रूपों की विविधता के बारे में पढ़ें।
