Tokyo Teknoloji Enstitüsü, Cambridge Üniversitesi ve Kopenhag Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, çok sıradışı bir nano-alana sahip, kendiliğinden monte edilmiş bir #nano yapı inşa ettiler: Duvarları, genellikle birlikte çalışamayacak kadar kararsız olduğu düşünülen, antiaromatik moleküllerden yapılmıştır. Nano-kimya mühendisliğinin sınırları hakkındaki varsayımları altüst ederek, çalışma bilim insanlarının keşfetmesi için tamamen yeni bir nano alan yaratıyor. Nanometre büyüklüğündeki boşluklar zaten kimya, tıp ve çevre bilimlerinde çok çeşitli faydalı uygulamalar buluyor.

Tokyo Teknoloji Enstitüsü'nden Masahiro Yamashina (o sırada JSPS Yurtdışı Araştırma Görevlisi) ve Cambridge Üniversitesi'nden Jonathan R. Nitschke de dahil olmak üzere Nature dergisindeki çalışmalarını bildiren bilim adamları, içinde yeni bir nanospace türünün inşasını anlatıyor " altı aynı antiaromatik duvarlı dört metal iyonundan oluşan kendinden montajlı kafes. "

Şimdiye kadar, birçok ekip , doğal kararsızlıkların yarattığı zorluklar nedeniyle , aromatik duvarlı nanojajlar geliştirdi, ancak antiaromatik bileşikler kullanmıyor. Aromatiklik, halka şeklindeki organik bileşiklerin , onları yüksek oranda stabil kılan özelliklerine karşılık gelirken, antiaromatiklik, halka tarafından paylaşılan p-elektronlarının sayısındaki bir fark nedeniyle çok daha reaktif olan bileşikleri tarif eder.

Ekibin #nanocage'leri için uygun bir yapı taşı arayışı, onları Hiroshi Shinokubo ve Japonya'daki iş arkadaşlarının 2012 araştırmasına götürdü. Bu çalışma, normal olmayan stabil, nikel bazlı bir antiaromatik bileşiğin norcorrole denilen sentezini rapor etmiştir. Ardından, Jonathan R. Nitschke ve grubunun alt bileşen kendi kendine montaj konusundaki uzmanlığını kullanarak, ekip bir norcorrole iskeletine sahip üç nanometre çapında bir kafes inşa etmeyi başardı.

Kafes içindeki antiiaromacity derecesini araştırmak için, ekip, çekirdekten bağımsız kimyasal kayma (NICS) hesaplamaları yaptı. Sonuçlar, norcorrole panellerinin, anti-taşınabilirliği arttırmak için birlikte çalıştığını göstermektedir. NICS değeri, kafesin orta kısmında sürekli olarak yüksekti ve bu da panellerin birbirini desteklediğini gösteriyor.

Kafes içindeki benzersiz ortam, aromatik kafes içinde zaten kapsüllenmiş olan koronen ile başlayan bir dizi konuk molekülü kapsüllenerek test edildi.

Araştırmacılar, harici bir manyetik alana maruz kaldıklarında , aromatik duvarlı bir kafes içindeki konuk moleküllerin, koruyucu bir etki yaşayacağı, antiaromatik duvarlı bir kafes içinde bulunanların bir dezifiye edici etki yaşayacağı varsayımında bulundu.

Teori tarafından tahmin edildiği gibi, nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi analizleri, antiaromatik duvarlara atfedilebilen bir dehielding etkisi ortaya çıkardı.

Çalışmada test edilen tüm konuk moleküller, deshielding derecesinin bir göstergesi olan önemli aşağı alan kimyasal kaymasını göstermiştir. Vardiya farkları milyonda 0.7 ila 14.9 parça arasında değişiyordu. Bunlardan karbon nanobelt, bugüne kadar anti-aromatik bir ortamdan kaynaklanan en yüksek downfield kayması derecesini göstermiştir.

Kafes NMR kaydırma reaktifı yeni bir tür olarak kabul edilebilir, araştırmacılar, organik bileşiklerin en yapıları yorumlamak için yapısal analiz için, yani bir araç olabilir, yani, derler.

Gelecekteki çalışma, nano uzayda kimyasal reaktivitenin araştırılmasına odaklanacak.

Riverside Üniversitesi'nde bir fizikçi tarafından yönetilen uluslararası bir araştırma ekibi, nanoparçacıklardaki tıp, kuantum hesaplama ve spintronics'teki uygulamaların tasarımını etkileyebilecek mikroskopik bir elektron spin dinamiği süreci tanımlamıştır.

Manyetik nanopartiküller ve nanodevikler, tıpta - ilaç dağıtımı ve MRI gibi - ve bilişim teknolojisi gibi çeşitli uygulamalara sahiptir . Spin dinamiklerini kontrol etmek - elektron dönüşlerinin hareketi - bu tür nano-manyetik tabanlı uygulamaların performansını arttırmak için anahtardır.

Fizik ve Astronomi Bölümünde yardımcı doçent olan Igor Barsukov ve bugün Bilimsel Gelişmeler'de ortaya çıkan çalışmanın baş yazarı olan “Bu çalışma nano-manyetiklerdeki spin dinamiği anlayışımızı geliştiriyor” dedi .

Eğirme üstleri gibi olan elektron dönüşleri birbirine bağlanır. Bir sıkma başlamaya başladığında, öncelik bir dönüşe neden olan komşu dönüşlere yayılır. Döndürmelerin kollektif uyarılması olan spin dalgaları, nano ölçekli mıknatıslarda, büyük veya genişletilmiş mıknatıslardan farklı davranır. Nano-manyetiklerde, spin dalgaları mıknatısın büyüklüğü ile, tipik olarak yaklaşık 50 nanometre ile sınırlıdır ve bu nedenle olağandışı olaylar ortaya çıkar.

Özellikle, bir döndürme dalgası, bir döndürme dalgasının kuantum birimi olan bir magnon olan "üç magnon saçılması" olarak adlandırılan bir işlemle bir diğerine dönüşebilir. Nano-manyetiklerde, bu işlem rezonansla geliştirilmiştir, yani belirli manyetik alanlar için yükseltilmiştir.

San Jose'deki UC Irvine ve Western Digital'deki araştırmacılarla ve Ukrayna ve Şili'deki teori meslektaşlarıyla işbirliği yapan Barsukov, üç magnon saçılımının ve dolayısıyla nanomagnetlerin boyutlarının bu mıknatısların dönüş akımlarına nasıl tepki verdiğini belirlediğini gösterdi. Bu gelişme paradigma değiştirici gelişmelere yol açabilir.

Barsukov, "Spintronics daha hızlı ve enerji açısından verimli bilgi teknolojisi için öncüdür." Dedi. "Bu teknoloji için #nano manyetikler, döndürme akımları tarafından kontrol edilmesi gereken yapı taşlarıdır ."

Barsukov, teknolojik önemine rağmen, nano-manyetiklerde enerji yayılımının temel bir anlayışının zor olduğunu belirtti. Araştırma ekibinin çalışması, nano-manyetiklerde enerji yayılma prensiplerine dair içgörü sağlar ve spintronics ve bilgi teknolojisi üzerinde çalışan mühendislerin daha iyi cihazlar üretmelerini sağlayabilir.

Barsukov, "Çalışmamızda incelenen mikroskobik süreçler, araştırmacıların şu anda bireysel mürettebatlara hitap etmeye çalıştığı kuantum hesaplama bağlamında da önemli olabilir" dedi. "Çalışmalarımız potansiyel olarak birden fazla araştırmayı etkileyebilir."

#bilim