Рубрика: Химия

Журнал Nature Communications сообщил о завершении работ международной команды ученых (из университета Огайо, Аргоннской национальной лаборатории, университета Тулузы и Института науки и техники в Японии) по разработке так называемых молекулярных пропеллеров.

Диаметр пропеллера составляет 2 нанометра при высоте 1 нанометр. Механизм состоит из трёх относительно самостоятельных структур — собственно трёхлопастного пропеллера, шарикоподшипника из атома рутения и шестерни.

Запуск пропеллера осуществляется при создании электрического поля или механически — наконечником туннельного микроскопа. Пропеллер может вращаться только в одну сторону.

В настоящее время область применения механизма не определена, но исследователи предполагают, что в будущем их изобретение будет востребовано в медицине.

В природе подобные пропеллеры широко распространены: примером могут служить жгутики у инфузорий, с помощью которых они передвигаются. С помощью аналогичных биологических устройств работает доставка вещества внутри клетки.

Ранее ученые создали молекулярный лифт, молекулярный двигатель и вращающиеся молекулярные кольца. За открытия в области области молекулярных машин и топологических молекул Жан-Пьер Соваж, Фрейзер Стоддарт и Бернард Феринга в 2016 году получили Нобелевскую премию по химии.

Учёные из Оксфорда сумели синтезировать углерод с новой молекулярной структурой, ранее обсуждавшейся только в теоретических работах. В новой молекуле каждый атом углерода связан только с двумя соседними. В результате молекула выглядит как кольцо из 18 атомов.

Углерод имеет множество аллотропных модификаций, которые отличаются друг от друга атомарными связями в структуре молекулы. Наиболее известными природными аллотропами углерода являются уголь, графит и алмаз. Синтезированы искусственные аллотропные модификации, такие как графен, фуллерены, нанотрубки, астралены, стеклоуглерод, лонсдейлит и другие — в настоящее время известно около 20 форм молекул углерода, многие из которых обладают уникальными свойствами. Существует даже нестабильная металлическая аллотропная модификация углерода, возникающая при высоком давлении и обладающая сверхпроводимостью при низких температурах.

Новая форма углерода, условно называемая циклоуглеродом или циклокарбоном, ранее была известна только в газообразном виде, но изучить её не удавалось из-за высокой реакционности. Синтезировать циклоуглерод удалось, «отобрав» на инертной медной поверхности у оксида C₂₄O₆ 6 групп моноксида углерода, которые способствовали стабильности кольцевой молекулы из 18 атомов.

Новая форма углерода обладает свойствами полупроводника и может быть использована в молекулярной электронике.

Природные аллотропные модификации есть также у водорода, фосфора, кислорода, серы, селена, кремния, мышьяка, железа и некоторых других элементов. Наиболее известными аллотропами являются природные формы кислорода — собственно кислород (O₂) и озон (O₃).

При раскопках археологами часто обнаруживаются орудия труда, склеенные при помощи дёгтя — каменные топоры с деревянной рукояткой, стрелы с каменными наконечниками и т.д. Учёных давно занимал вопрос: каким образом неандертальцы получали это вещество? Для его производства в современных условиях используются печи без доступа воздуха, которых, разумеется не могло быть у первых людей.

Секрет оказался простым: вероятно, в первый раз люди получили его случайно, обратив внимание, что на вертикально стоящих камнях после сжигания рядом с ним коры берёзы, образуется липкое вещество с характерным запахом. Обнаружив, что это вещество может приносить пользу в хозяйстве, неандертальцы наладили его целенаправленное «производство» путём конденсации. Прочность получаемого таким образом клея превышает многие современные образцы, установили антропологи Германии и США.

Специалисты из Канады запатентовали новый способ добычи водорода из нефти. Для этого они предлагают насыщать нефть в скважинах или природный битум кислородом, который спровоцирует рост температуры и последующее выделение группы газов. Из них затем несложно будет выделить водород. Метод проверен и на действующих, и на заброшенных месторождениях.

Экономический эффект от подобного способа добычи должен быть ощутимым. Грант Стрем, генеральный директор компании Proton Technologies Inc., утверждает, что водород, добываемый таким образом, обойдётся намного дешевле бензина, что поспособствует росту популярности экологического транспорта и даст человечеству новый дешёвый источник энергии.

Автомобили, работающие на водородном топливе, до сих пор пользуются невысоким спросом из-за дороговизны добычи H₂ традиционными способами. Однако предложенный метод делает получение водорода более дешёвым, чем производство бензина или дизельного топлива.

О своём открытии учёные университета в Калгари Иан Гейтс и Джеки Ванг сообщили на Гольдшмидтовской конференции в Барселоне.