Molekularne sito z polimeru 2D

Szwajcarscy naukowcy wyprodukowali pierwszy na świecie polimer o regularnym ułożeniu płaskiej dwuwymiarowej struktury, który może znaleźć zastosowanie jako molekularne sito.

Polimery są powszechnie znanymi związkami chemicznymi o skomplikowanej strukturze, które są głównym składnikiem tworzyw sztucznych. Jak dotąd opanowano syntezę polimerów o strukturze liniowej i trójwymiarowej, natomiast duże problemy sprawiało otrzymanie polimeru o strukturze płaskiej, podobnej do grafenu.

Sposobem na otrzymanie płaskiego polimeru było użycie światła i specjalnie dobranych monomerów. Zdecydowano się na syntezę w pojedynczym krysztale, tzn. krysztale z jednorodną siatką krystaliczną. W ten sposób wykrystalizowano specjalny monomer o strukturze warstwowej z płaskimi warstwami heksagonalnymi. Monomer ten jest światłoczuły – gdy zadziałamy na niego światłem o długości fali 470 nm następuje polimeryzacja warstw monomeru. W kolejnym kroku, aby rozdzielić warstwy otrzymanego polimeru, należy podgrzać kryształ do temperatury jego topnienia, przy równoczesnym użyciu rozpuszczalnika. W ten sposób wyizolowano warstwy dwuwymiarowego polimeru.

Płaską, dwuwymiarową strukturę polimeru potwierdzono za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM). Badanie to wymagało zachowania szczególnej ostrożności, aby podczas pomiaru nie zniszczyć delikatnej struktury polimeru. Zastosowano m.in. niską temperaturę (-196 st. C – temp. krzepnięcia azotu) i małą dawkę elektronów.

(pj)