製作富勒烯變簡單了
- 上線日期：2008/9/12 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網http://nano.nchc.org.tw/
富勒烯(fullerene)又稱巴克球(buckyball)，一般是由蒸發石墨所製成，由於此技術不易控制，因此無法用來合成富勒烯衍生物或特殊的富勒烯化合物。最近，西班牙材料科學家採用表面催化脫氫環化反應(cyclodehydrogenation)的方法，不僅克服了這個問題，而且如果用來製備碳六十(C60)分子，產率幾乎可達到100%。
從分子電子學到醫學領域，富勒烯在奈米科技上有許多潛在應用，然而在真正實現應用前，科學家必須先找到可控制分子合成的新方法。主要問題在於現行製程技術太複雜，須經11個步驟，才能獲得產率極低的碳六十分子。
最近，馬德里材料科學研究所的José Martin-Gago等人改良此技術，主要是針對合成的最終脫氫環化反應步驟，結果能有效增進富勒烯的產率達100%。該研究小組並以此製程率先合成異質富勒烯(heterofullerene)(C57N3)。此方法是在一催化性白金表面上沈積芳香族前驅物(aromatic precursor)，例如 C57H33N3，接著再將其加熱到750K，就可使前驅物完全轉變成相對應的富勒烯化合物。
這項技術背後的機制牽涉到世界上最小的摺紙技術─「分子摺疊」(molecular origami)。Martin-Gago指出，一旦合成具有適當拓撲(topology)關係的平面分子，該分子便可自行摺疊成更複雜的彎曲結構，箇中的密訣是利用一催化性表面來引導前驅物分子進行脫氫環化反應。藉由使用不同的前驅物分子，即可將標準的富勒烯進行官能化(functionalize)，如果製程可在大氣環境並內含其他物種，還可用來包覆原子或小分子以形成內嵌富勒烯(endohedral fullerene)。
該小組正在利用此方法將磁性原子簇(magnetic cluster)包裹在富勒烯分子內，以作為生物標籤(biomarker)之用。詳見近期Nature 454, p.865 (2008)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/35401
譯者:呂晃志(逢甲大學奈米科技研究中心)
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