由京都大学化学研究所村田康次郎教授领导的一个研究小组宣布,他们已成功观察到 C70 中水分子的行为,C70 是一种碳原子结合成球形的富勒烯。据说,阐明水的基本物理性质,为控制富勒烯CXNUMX的物理性质铺平了道路。
到目前为止,几乎没有观察到单个水分子或其中两个分子以“裸水分子”状态键合而没有外部氢键的二聚体。另一方面,碳原子结合成球形的中空空间的富勒烯,当它们含有金属和分子时,据说具有与空富勒烯不同的物理特性。
此次,课题组通过在富勒烯C70上构建开口,插入水分子,再次闭合该开口,成功合成了含有水分子的富勒烯C70。该小组已经成功地将单个水分子包裹在富勒烯C60中,但与完全球形的C60相比,由70个碳原子组成的橄榄球状C70内部空间更大,只是水。我能够限制不仅是分子,还有二聚体。
对合成的小分子包裹体C70的分析表明,由于没有氢键,一个水分子在内部快速上下移动,而在二聚体中,分子间存在的氢键裂解并再生,结果是快速重复。这是世界上首次获得没有外部氢键的水分子二聚体,有可能推进对与生命关系最密切的水行为的阐明。
凭借这一成果,通过在 C70 中实现水分子以外的物质的单原子状态,可以阐明新的物理性质并改变 C70 的性质。未来有望提高有机薄膜太阳能电池的性能,开发生物活性材料,并将其应用于探测分子以阐明生物现象。