Araştırmacılar Laboratuvarda Üçgen Biçimli Bir Molekül Sentezledi!

İlk kez, yaklaşık 70 yıldır peşinde koşulan “triangulen” isimli, garip ve kararsız bir molekül sentezlendi.Triangulen molekülü grafen ile tek atom kalınlığında olması ile benzeşiyor. Grafende olduğu gibi karbon atomlarının oluşturduğu bir düzlemden çok, triangulende altı taneye kadar altıgen biçimli karbon molekülü uçlarından birleşerek bir üçgen oluşturuyor ve kararlı bir bağ oluşturmaya engel olacak şekilde birleşiyor. Bu zamana kadar hiç kimse bu molekülü sentezleyememişti.

Bu zamana kadar bulunamamış molekülü bulan kişiler IBM’de çalışan araştırmacılar oldu. Nature dergisinden Philip Ball’a konuşan baş araştırmacı Leo Gross (İsviçre IBM Laboratuvarı), “triangulen molekülü kişilerin uzun zamandır deneyip başaramadığı ilk molekül oldu” diyor. Triangulen uzun zamandır sentezlenmeye çalışılan ve başarılamayan moleküllerden şu özelliği ile ayrılıyor, yalnızca benzersiz olması ile değil, ayrıca elektronik ve kuantum bilgisayarlarda faydalı olabilecek özelliklerinden dolayı peşinden koşulan bir molekül bu.

Triangulen molekülü 1950 yılında Çek bilim insanı Erich Clar tarafından tahmin edilmiş. Teorik hesaplama sonucunda üçgen biçimli bir molekülün altı adet birbirine kaynaşmış benzen molekülünden elde edilebileceğini öne sürmüş, ancak çift sayılı atom ve elektronların varlığı nedeniyle iki eşleşmemiş elektron ortaya çıkmakta. Clar, deneme – yanılma ile bu molekül üzerinde çok uğraşmış. İki adet eşleşmemiş elektron yapıyı son derece kararsız hale getirmekte ve etrafında ne varsa onunla tepkimeye girmektedir.

Geleneksel sentez teknikleri ile daha büyük yapılar elde edilmeye çalışılmış, ancak 70 yıla yakın bir süredir araştırmacılar bu yöntemi kullanmaya devam etmişler. Araştırmacılardan biri olan Niko Pavliček, sentezlenir sentezlenmez molekülün yükseltgendiğini söylüyor. IBM farklı bir yöntem kullanarak sonuca gitmeye çalışmış. Bir öncül madde elde edip onun üzerinden devam etmek istemiş. Öncül madde üzerinde fazladan hidrojen atomları var ve molekülü kararlı hale getiriyor. Bu hidrojen atomları bir elektron demeti ile uçurulabiliyor ve kararsız triangulen molekülünü geride bırakıyor.

Araştırmacılar, taramalı prob mikroskobu kullanarak yapıyı görüntülemeyi başarmışlar. IBM araştırmacısı olmayan, ancak geçmişte triangulen sentezinde bulunmuş biri olarak Osaka Şehir Üniversitesi (Japonya) çalışanı Takeji Takui de Nature’ye bunun ilk doymamış triangulen sentezi olduğunu söylemiş.

Yeni Malzeme Benzersiz ve Beklenmedik Özelliklere Sahip!

Beklendiği gibi, araştırma ekibi tarafından moleküldeki iki eşleşmemiş elektronun hizalı dönü gösterdiği ortaya çıkarılmış, molekül seviyesinde manyetiklik kazanan yapı kuantum bilgisayarlarda ve spintronik cihazlarda kullanılma potansiyeline sahip. Araştırmacılar ayrıca bakır yüzey kullanarak dört güne kadar triangulenin kararlı olduğunu görmüş. Triangulenin normalde bakır yüzeyle tepkimeye girmesi bekleniyormuş, ancak neden tepkimeye girmediği şimdilik bilinmiyor.

Gross, basın açıklamasında triangulenin bir pi radikali olduğunu ve eşleşmemiş elektronlarının delokalize halde bulunduğunu ve neden bağ oluşmadığı konusunda şaşkınlık içinde olduklarını söylemiş. Bu yeni yapıyla ilgili daha çok araştırma yapmak gerekiyor ve ekibin bulduğu yeni sentez tekniği diğer kaçak yapıları elde etmek için faydalı olabilir. Bu bütün kimyasal sentezde faydalı olabilecek bir teknik değil; pek çok malzeme için faydalı olmayacak, yavaş ve pahalı bir süreçten bahsediliyor. Ancak konu kuantum hesaplamanın geleceği olunca IBM kesenin ağzını açıyor. Böylece diğer araştırmacıların da bu mücadeleden faydalanması mümkün olabiliyor.

Kaynak: Sciencealert / Görsel Telif Hakkı: IBM Research (14 Şubat 2017)