کشف یک ترکیب خوشه ای کمیاب توسط دانمشندان

دانشمندان مؤسسه علوم سلولی-مواد دانشگاه کیوتو یک ترکیب خوشه ای جدیدی را کشف کرده اند که می تواند به عنوان یک کاتالیزور مفید و پرقدرت مورد استفاده قرار بگیرد.

ترکیبات خوشه ای حاوی ترکیباتی به نام پلی اکسومتالات که متشکل از یک خوشه اکسید فلزی بزرگ که دارای بار منفی هست می باشد.این ترکیبات را میتوان در همه جا یافت ، از داروهای ضد ویروسی گرفته تا باتری های قابل شارژ و فلش مموری ها

ترکیب خوشه ای جدیدی که توسط محققین کشف شده است یک هیدروکسی یدید (HSbOI) است و بسیار غیر عادی بنظر می رسد، زیرا دارای خوشه های بزرگ و با بار مثبت است.

تنها تعداد انگشت شماری از چنین ترکیبات خوشه ای با بار مثبت یافت می شوند و این مسئله توجه دانمشندان را به خود جلب کرده است.

هیروشی کاگیاما شیمیدان دانشگاه کیوتو :

در علم، کشف ماده یا مولکول جدید می تواند علم جدیدی ایجاد کند.من معتقدم که این خوشه های دارای بار مثبت پتانسیل بالایی برای تحقیق و توسعه دارند.

اولین خوشه اکسید فلزی در سال 1826 کشف شد. شیمیدانان از آن زمان صدها ترکیب را با خوشه هایی با بار منفی سنتز کردند که دارای خواص مفیدی در مغناطیس، کاتالیز، هدایت یونی، کاربردهای بیولوژیکی و اطلاعات کوانتومی می باشند.

ولی در سال‌های اخیر، دانشمندان توجه خود را بر سنتز ترکیبات با خوشه‌های بار مثبت و یادگیری خواص آنها متمرکز کرده‌اند.

کاگیاما و همکار علمی وی به نام ریو آبه به طور تصادفی خوشه مثبت مورد نظرخود را پیدا کردند. از سال 2016، این دو دانشمند در تلاش برای توسعه ترکیبات جدیدی هستند که توانایی جذب نور مرئی را برای فوتوکاتالیز داشته باشند.

آنها در حال مطالعه یک ترکیب حاوی کلر (Sb4O5Cl2) بودند و سعی داشتند اتم کلر را با ید جایگزین کنند.ولی به طور کاملا تصادفی و متفاوت از آنچه که انتظار داشتند یک ماده غیر عادی به دست آوردند.

به گفته ی دکتر کاگیام آنچه که انتظار داشتند، ماده ای حاوی 22 اتم در سلول واحد بود. چیزی که آنها به جای آن به دست آوردند ترکیبی بود که حاوی 800 اتم در سلول واحد خود بود.

در ابتدا، دانشمندان نتوانستند ساختار این ماده شیمیایی را کشف کنند. آنها از یک روش سنتی به نام پراش اشعه ایکس پودری که در مواجهه با پیچیدگی مواد مورد استفاده قرار میگرفت بهره بردند که نهایتا منجربه شکست آنها در شناسایی ساختار این ماده شد.

 پس از گذشت یک سال، کاگیاما شروع به یک تحقیقات جدید با استفاده از ابزارها و روش های جدید کرد وی از توموگرافی الکترونی سه بعدی استفاده کرد، یک تکنیک میکروسکوپی الکترونی پیشرفته که اخیرا توجهات را به عنوان ابزاری برای تصویربرداری از ساختار پروتئین ها به خود جلب کرده است.

محققین برای دستیابی به یافته های بیشتر در خصوص این ماده شگفت انگیز از بآرتم آباکوموف و جوک هادرمن در دانشگاه آنتورپ بلژیک درخواست کردند تا روی این سازه کار کنند. و زمانی که همکاران آنها داده ها را ارسال کردند، دانشمندان از دیدن اطلاعات بسیار خوشنود شدند.

نتایج آزمایشگاهی نشان دادند که مولکول هیدروکسیدید حاوی پروتون های اسیدی است که کاربرد بسیاری در کاتالیز ترکیبات شیمیایی دارد.این یافته دانشمندان بسیار ارزشمند بوده و فرصت های جدیدی را در طراحی کاتالیزورهای حالت جامد ایجاد می کند.

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/06/220617143430.htm