Une petite équipe de chimistes de l’Université de Nankai, de l’Université technologique de Nanjing et de l’Université du Shanxi, toutes en Chine, travaillant avec un collègue de l’Université de Saint-Sébastien, au Chili, a, pour la première fois, créé une molécule de type fullerène composée entièrement d’atomes métalliques. .
Dans leur journal publié dans la revue Sciencele groupe décrit comment ils ont créé la molécule par accident alors qu’ils menaient des expériences de recherche avec des atomes d’antimoine, de potassium et d’or.
Un fullerène est une forme de carbone dont les molécules sont reliées par des liaisons simples et doubles qui aboutissent à la formation d’une structure fermée en forme de cage. Il a été réalisé pour la première fois en 1985 et depuis lors, des fullerènes inorganiques analogues ont été créés à l’aide de divers composés. Mais jusqu’à présent, aucun d’entre eux n’était purement métallique.
Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont trouvé un moyen de créer une molécule entièrement métallique de type fullerène, composée de 20 atomes d’antimoine, 12 atomes d’or et un de potassium.
L’équipe a découvert qu’il était possible de créer une telle molécule par cristallisation en utilisant une méthode de synthèse combinant la synthèse en phase solide à haute température avec la chimie organométallique.
Au cours de leur processus, ils ont fait croître des cristaux constitués d’une molécule métallique semblable au fullerène sous la forme d’un amas dodécaédrique. Dans une telle structure, l’atome de potassium se trouve au centre, tandis que les atomes d’antimoine forment les sommets. Un atome d’or se trouve au centre de chaque face. L’équipe décrit leur découverte comme une surprise totale : ils savaient que les cristaux seraient quelque chose de nouveau, notent-ils, mais ils ne savaient pas de quoi il s’agissait.
L’équipe de recherche note que la molécule est très instable et qu’elle ne s’avérerait donc probablement utile pour aucune application connue. Mais ils notent également que la liaison obtenue donne un aperçu de la liaison métallique en général, ce qui pourrait être utile dans certains types de recherche.
À titre d’exemple, ils soulignent que la partie de la structure, où deux faces se rejoignent côte à côte, forme une forme de papillon, qu’ils décrivent comme un super atome car il représente un aromatique sphérique. Ils concluent en suggérant que des méthodes similaires aux leurs pourraient probablement être utilisées pour créer d’autres nanostructures intéressantes et peut-être utiles.
Plus d’information:
Yu-He Xu et al, Un fullerène entièrement métallique : [K@Au12Sb20]5–, Science (2023). DOI : 10.1126/science.adj6491
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